JP7442354B2 - 太陽光発電システム及び太陽光発電システムの運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電システム及び太陽光発電システムの運転方法に関する。

特許文献１には、気象予測情報に応じて太陽光発電の電力を電気給湯器の給湯に利用する貯湯式給湯装置が開示されている。特許文献１の貯湯式給湯装置は、サーバから取得した気象予測情報が予め設定された気象情報と一致する場合において、貯湯式給湯装置の残湯量が所定の湯量以上の場合は太陽光発電装置の発電電力で湯水を生成する。一方、残湯量が所定の湯量未満の場合は深夜電力を利用して湯水を生成する。
これにより、利用者の利便性を損なうことなく、深夜電力の利用を削減でき、省エネルギーで環境に優しい貯湯式給湯装置を提供できる。

特開２００３－３２５６３０号公報

前述の通り、特許文献１では、貯湯式給湯装置において太陽光発電装置の発電電力又は深夜電力によりお湯を生成する際に天気予報情報を参照している。天気予報情報はある程度範囲が広い領域での情報であり、各太陽光発電装置が設けられた地点それぞれにおける実際の天候状態とは必ずしも一致しない。そのため、実際の天候状態に左右される各太陽光発電装置の発電電力は、天気予報情報に基づいて推定される各太陽光発電装置の発電電力とは必ずしも一致しない。
そこで、各太陽光発電装置が設けられている各地点での天候状態及び各太陽光発電装置の発電電力等の予測を行いたいという要望がある。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、太陽光発電装置が設けられている地点での将来の天候状態及び太陽光発電装置の将来の発電電力の少なくともいずれかを含む情報を取得可能とする太陽光発電システムを提供することを目的とする。

本発明に係る太陽光発電システムの特徴構成は、
所定の領域に分散して配置されている複数の太陽光発電装置と、
前記太陽光発電装置の発電電力の情報と、前記太陽光発電装置が設けられている地点における、風向、風速、気圧及び雲の有無の少なくともいずれかを含む天候状態の情報との少なくともいずれかの情報を取得する情報取得部と、
前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて前記太陽光発電装置が設けられている地点における将来の天候状態を予測するか、あるいは、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の発電電力を予測する予測部と、
各太陽光発電装置に対応して設けられており、各太陽光発電装置の発電電力を利用してお湯を生成することが可能な給湯器と、
前記予測部が予測した前記将来の発電電力に基づいて、前記太陽光発電装置が発電した発電電力を前記給湯器が利用した場合における、前記給湯器の稼働量の増減を制御する利用制御部と、を備え、
前記利用制御部は、天候予報情報を提供する天気予報サーバから前記所定の領域を含む領域の天気予報情報を取得し、前記所定の領域の前記太陽光発電装置による第１発電電力を前記天気予報情報に基づいて予測し、前記第１発電電力が所定の第１閾値以上の場合は、当該太陽光発電装置に対応する前記給湯器を稼働開始可能とし、
前記予測部は、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の第２発電電力を予測し、
前記利用制御部は、前記給湯器が稼働開始可能とされた後、当該第２発電電力が所定の第２閾値以上の場合は前記給湯器の稼働を開始させる点にある。

太陽光発電装置の発電電力の増減と天候状態とは関連があるため、上記特徴構成のように情報取得部が太陽光発電装置の発電電力を取得することで、予測部は太陽光発電装置の発電電力に基づいて太陽光発電装置が設けられている地点での将来の天候状態を予測することができる。また、情報取得部が太陽光発電装置が設けられている地点における天候状態を取得することで、予測部はその天候状態に基づいて太陽光発電装置の将来の発電電力を予測することができる。
これにより、太陽光発電装置が設けられている地点というローカルな領域での将来の天候状態及び太陽光発電装置の将来の発電電力の少なくともいずれかを含む情報を取得できる。
また、予測部は、ある地点における天候状態に基づいて、その地点に設けられた太陽光発電装置の将来の発電電力を予測する。そして、利用制御部は、予測部が予測した将来の発電電力に基づいて、当該発電電力を利用する給湯器の稼働量の増減を制御する。
太陽光発電装置が発電する将来の発電電力の予測に基づいて給湯器の稼働量を増減させることで、太陽光発電装置による発電電力を給湯器に利用させつつ、給湯器の稼働に必要な電力が発電電力を超えることで不足する事態を抑制できる。よって、不足電力を電力系統から購入することを抑制でき、買電による経済的損失を抑えることができる。また、不足電力を深夜電力で補うことによる深夜電力の利用を抑制して他の機器による電力の利用のために蓄電できるため、省エネルギー化を図ることができる。さらに、将来的に、太陽光発電装置により発電した発電電力を売った場合の売電の価格が電力系統から電力を買う場合の買電の価格よりも安くなった場合には、買電することなく太陽光発電装置により発電した発電電力を給湯器において消費する方が経済的にメリットがある。
さらに、１段階目として、天気予報サーバからの天気予報情報に基づいて給湯器を稼働開始可能かを判断し、稼働開始可能の場合、２段階目として、各太陽光発電装置の将来の第２発電電力に基づいて給湯器の稼働開始を判断する。このように２段階で給湯器を稼働可能か否かを判断するため、１段階目の稼働開始可能と判断するための第１閾値を比較的低く設定できる。なぜなら、２段階目の第２閾値で実際に給湯器を稼働開始するか否かを判断するため、１段階目の第１閾値を低くすることができるためである。これにより、１段階目において給湯器の稼働可能率を向上できる。一方で、１段階目で給湯器の稼働可能率を向上させつつも、２段階目において太陽光発電装置での将来の発電電力の予測に合わせて給湯器を稼働させるため、天気予報情報と実際の各地点での天候状態とが異なる場合でも、実際の天候状態に応じた発電電力により対応させて給湯器を稼働させることができる。これにより、買電による経済的損失の抑制、深夜電力の利用の抑制等を図ることができる。

本発明に係る太陽光発電システムの更なる特徴構成は、
前記利用制御部は、前記第２発電電力が所定の第２閾値未満の場合は、前記給湯器の稼働開始時間を所定時間遅らすように制御する点にある。

上記特徴構成によれば、現在は第２発電電力が所定の第２閾値未満であるが、所定時間経過後には第２発電電力が所定の第２閾値以上となっている場合があるため、給湯器の稼働開始時間を遅らせるとよい。

本発明に係る太陽光発電システムの更なる特徴構成は、
前記利用制御部は、前記第２発電電力が所定の第２閾値以上となるまで前記給湯器の稼働開始時間を遅らすように制御する点にある。

上記特徴構成によれば、現在は第２発電電力が所定の第２閾値未満であるが、将来の第２発電電力が所定の第２閾値以上となることが予測されるまで、給湯器の稼働開始を遅らす。よって、確実に第２発電電力が第２閾値以上となってから給湯器の稼働を開始できる。これにより、深夜電力の利用の抑制、買電による経済的損失の抑制等を図ることができる。

本発明に係る太陽光発電システムの更なる特徴構成は、
前記予測部は、前記給湯器の稼働が開始された後、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の第３発電電力を予測し、
前記利用制御部は、
前記給湯器の稼働を開始させた後、前記第３発電電力の時系列変化が減少傾向である場合、前記太陽光発電装置により発電された発電電力の利用を減らすように前記給湯器の稼働量を減らすか、あるいは給湯器の稼働を停止させ、
前記給湯器の稼働を開始させた後、前記第３発電電力の時系列変化が増加傾向である場合、前記太陽光発電装置により発電された発電電力の利用を増加するように前記給湯器の稼働量を増加する点にある。

上記特徴構成によれば、給湯器の稼働を開始させたものの、太陽光発電装置の将来の第３発電電力が減少傾向である場合、給湯器の稼働量を減らすか停止させることで太陽光発電装置の発電電力の利用を減らす。これにより、深夜電力の利用の抑制、買電による経済的損失の抑制等を図ることができる。
一方、太陽光発電装置の将来の第３発電電力が増加傾向である場合、給湯器の稼働量を増加して太陽光発電装置の発電電力の利用を増加する。これにより、太陽光発電装置の発電電力を有効に活用できる。また、稼働量を減少したまま給湯器を稼働させるとお湯を生成するまでに要する所要時間が長期化するが、発電電力の増加に応じて稼働率を増加するか元に戻すことで所要時間の長期化を抑制できる。

本発明に係る太陽光発電システムの運転方法の特徴構成は、
所定の領域に分散して配置されている複数の太陽光発電装置を備える太陽光発電システムの運転方法であって、
前記太陽光発電装置の発電電力の情報と、前記太陽光発電装置が設けられている地点における、風向、風速、気圧及び雲の有無の少なくともいずれかを含む天候状態の情報との少なくともいずれかの情報を取得する情報取得ステップと、
前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の発電電力を予測するか、あるいは、前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて前記太陽光発電装置が設けられている地点における将来の天候状態を予測する予測ステップと、を備え、
前記太陽光発電システムには、各太陽光発電装置それぞれに対応して設けられており、各太陽光発電装置の発電電力を利用してお湯を生成することが可能な給湯器が備えられており、
前記予測ステップでは、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の発電電力を予測し、
前記予測ステップで予測した前記将来の発電電力に基づいて、前記給湯器に対応する太陽光発電装置が発電した発電電力を前記給湯器が利用した場合における、前記給湯器の稼働量の増減を制御する利用制御ステップ、を備え、
前記利用制御ステップでは、天候予報情報を提供する天気予報サーバから前記所定の領域を含む領域の天気予報情報を取得し、前記所定の領域の前記太陽光発電装置による第１発電電力を前記天気予報情報に基づいて予測し、前記第１発電電力が所定の第１閾値以上の場合は、当該太陽光発電装置に対応する前記給湯器を稼働開始可能とし、
前記予測ステップでは、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて各太陽光発電装置の将来の第２発電電力を予測し、
前記利用制御ステップでは、前記給湯器が稼働開始可能とされた後、当該第２発電電力が所定の第２閾値以上の場合は前記給湯器の稼働を開始させる点にある。

雲の影響により太陽光発電装置の発電電力が変動することを説明する模式図である。 一の施設と管理サーバとを含む太陽光発電システムの構成図である。 太陽光発電システムの機能構成図である。 太陽光発電システムの位置情報を示すデータ例である。 太陽光発電システムの発電電力及び天候状態を示すデータ例である。 管理サーバの取得情報記憶部の情報を示すデータ例である。 時刻ｔａから時刻ｔｂへの雲の動き等を説明するための模式図である。 過去のデータを示す模式図である。 太陽光発電装置の発電電力に応じて給湯器の稼働量を制御する様子を示す説明図である。 従来の太陽光発電装置の発電電力と給湯器の稼働量との関係を示す説明図である。 一の施設と管理サーバと天気予報サーバとを含む太陽光発電システムの構成図である。 太陽光発電システムの機能構成図である。 太陽光発電装置の発電電力に応じて給湯器の稼働量を制御する流れを示す説明図である。

以下に第１実施形態に係る太陽光発電システム及び太陽光発電システムの運転方法について説明する。
〔第１実施形態〕
（１）太陽光発電システムの概要
まず、第１実施形態に係る太陽光発電システムの概要について図１を用いて説明する。
図１に示すように、各施設１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・・）それぞれに設けられた太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）が所定の領域Ｒに分散して配置されている。例えば、施設１０Ａには太陽光発電装置２０Ａが設けられており、施設１０Ｂには太陽光発電装置２０Ｂが設けられており、その他の施設１０と太陽光発電装置２０との関係も同様である。

太陽光発電装置２０は、太陽からの光により発電を行う装置である。よって、太陽光が雲等によって遮られた場合には、太陽光発電装置２０は発電を行うことができない。図１に示すように時刻ｔａ（例えば１１時）に雲α１によって太陽光が遮られた場合、その遮られた領域α２に配置されている太陽光発電装置２０Ａ～２０Ｃの発電電力は減少する。例えば、太陽光発電装置２０Ａ～２０Ｃが雲α１によって太陽光が遮られる前は、それぞれ５００ｋＷ、６００ｋＷ、５５０ｋＷの発電電力で発電をしていたとする。雲α1によって太陽光が遮られることで、太陽光発電装置２０Ａ～２０Ｃの発電電力はそれぞれ１００ｋＷ、１５０ｋＷ、１２５ｋＷに減少する。

次に、雲α１が時間の経過とともに、時刻ｔａから所定時間Δｔ経過後のｔｂ（例えば１１時３０分）に雲β１の位置まで移動すると、太陽光が遮られる領域も領域α２から領域β２に移動する。これにより、領域α２内の太陽光発電装置２０Ａ～２０Ｃの発電電力は減少した状態から回復する。一方で、領域β２内の太陽光発電装置２０Ｄ、２０Ｅの発電電力は減少する。例えば、雲α1によって太陽光が遮られていた太陽光発電装置２０Ａ～２０Ｃの発電電力は、減少した状態からそれぞれ５００ｋＷ、６００ｋＷ、５５０ｋＷに回復する。一方、太陽光発電装置２０Ｄ、２０Ｅが雲β１によって太陽光が遮られる前は、それぞれ６５０ｋＷ、５７５ｋＷの発電電力で発電をしていたとする。雲β1によって太陽光が遮られることで、太陽光発電装置２０Ｄ、２０Ｅの発電電力はそれぞれ１７５ｋＷ、１３０ｋＷに減少する。
なお、太陽光発電装置２０Ｆの発電電力は、雲α１及び雲β１の影響を受けないため減少しない。

上述の通り、太陽光発電装置２０の発電電力は雲の存在等の天候状態によって変動する。このように太陽光発電装置２０の発電電力の増減と天候状態とは関連があるため、天候状態から将来の発電電力を予測し、また、発電電力から将来の天候状態を予測できる。

上記図１で言えば、例えば、現在の時刻ｔａでの雲α１は、雲α１が存在する領域の天候状態によって、時刻ｔａよりも所定時間Δｔ経過した場合の時刻ｔｂにおいては雲β１になると予測される。そして、この雲β１により、時刻ｔｂにおいて、領域β２での太陽光発電装置２０の発電電力は減少すると予測される。本実施形態の太陽光発電システムでは、天候状態に基づいて、各太陽光発電装置２０の将来の発電電力を予測できるように構成されている。

また、上記図１において、例えば、領域β２の太陽光発電装置２０Ｄの発電電力は、現在の時刻ｔａにおいて雲α１の影響が無い場合は６５０ｋＷである。一方、時刻ｔａよりも所定時間Δｔ経過した場合の時刻ｔｂにおいて雲β１により領域β２に雲の影響が有る場合は１７５ｋＷに減少すると予測される。そして、この発電電力の減少により、時刻ｔｂにおいて、領域β２の太陽光を遮る雲β１の存在等の天候状態を予測できる。本実施形態の太陽光発電システムでは、発電電力に基づいて、雲の存在等の将来の天候状態を予測できるように構成されている。

（２）太陽光発電システムの全体構成
次に、本実施形態の太陽光発電システム１の全体構成について説明する。
太陽光発電システム１には、図１に示すように太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）をそれぞれ備える施設１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・・）が複数存在している。各施設１０の構成は同様であるので、図２では施設１０Ａを採り挙げて説明する。

図２に示すように、太陽光発電システム１は、施設１０Ａの制御部４０Ａと、管理サーバ５０とがネットワーク６０を介して通信可能に接続されている。
施設１０Ａには、電力系統３０に系統連系されている太陽光発電装置２０Ａと、給湯器３２Ａと、蓄電装置３４Ａとが備えられている。給湯器３２Ａは、お湯を生成して供給可能な装置であり、太陽光発電装置２０Ａが発電した発電電力と、蓄電装置３４Ａに蓄電されている電力と、電力系統３０からの系統電力との少なくともいずれかを利用してお湯を生成する。蓄電装置３４Ａは、太陽光発電装置２０Ａで発電した発電電力を蓄電する。蓄電された電力は、例えば深夜等に利用されることができる。

制御部４０Ａは、太陽光発電装置２０Ａの発電制御、将来の発電電力の予測、将来の天候状態の予測等を行う。また、制御部４０Ａは、給湯器３２Ａ及び蓄電装置３４Ａ等を制御する。管理サーバ５０は、各太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）から、発電電力及び天候状態等の情報を取得し管理している。

（３）太陽光発電システムの機能構成
次に、図３を用い、太陽光発電システム１の機能構成について説明する。
図３に示すように、各施設１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・・）の制御部４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・）と管理サーバ５０とがネットワーク６０を介して接続されている。各施設１０の制御部４０は同様の構成であるので、施設１０Ａの制御部４０Ａを中心として説明する。
制御部４０Ａは、発電制御部４１Ａ、位置記憶部４３Ａ、情報取得部４５Ａ及び予測部４７Ａを備えている。

（３－１）発電制御部
制御部４０Ａの発電制御部４１Ａは、太陽光発電装置２０Ａによる太陽光発電の開始及び終了、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力の蓄電装置３４Ａへの蓄電の制御等を行う。
（３－２）位置記憶部
制御部４０Ａの位置記憶部４３Ａは、例えば図４に示すように、太陽光発電装置２０Ａが設けられている地点の位置情報を記憶している。位置情報としては、住所及び座標等が挙げられる。

（３－３）情報取得部
制御部４０Ａの情報取得部４５Ａは、太陽光発電装置２０Ａの発電電力と、天候情報との少なくともいずれかを時系列的に取得する。天候情報には、例えば、太陽光発電装置２０Ａが設けられている地点における、風向、風速、気圧及び雲の有無等の少なくともいずれかが含まれる。ただし、天候情報は、これに限られず、温度、湿度など太陽光発電装置２０の発電電力に影響を与えるその他の情報が含まれてもよい。

太陽光発電装置２０Ａには発電電力を取得するために電力を検出する電力センサが設けられており、情報取得部４５Ａは電力センサから太陽光発電装置２０Ａの発電電力を取得する。また、施設１０Ａには風向、気圧及び風速等を検出するためのセンサが設けられており、情報取得部４５Ａはこのセンサから風向、気圧及び風速等を取得する。また、施設１０Ａには、施設１０Ａの上空を撮影するためのカメラ等が備えられており、情報取得部４５Ａは、カメラが撮影した映像から雲の有無等の情報を取得する。
情報取得部４５Ａは、図５に示すように、太陽光発電装置２０Ａについて、時刻ごとに、発電電力と、風速、風向及び雲の有無等を含む天候状態とを取得している。

（３－４）取得情報記憶部
管理サーバ５０の取得情報記憶部５１は、各太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）の情報取得部４５（４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ・・・）から、各太陽光発電装置２０の位置情報と、発電電力と、各太陽光発電装置２０が設けられている地点での天候状態とを取得して記憶している。図６は、取得情報記憶部５１に記憶されている情報である。図６に示すように、取得情報記憶部５１は、時刻ごとに各太陽光発電装置２０の位置情報と、発電電力と、風速、風向、気圧及び雲の有無等の天候状態とを記憶している。

（３－５）予測部
制御部４０Ａの予測部４７Ａは、管理サーバ５０の取得情報記憶部５１にアクセスし、記憶されている情報を取得する。そして、予測部４７Ａは、各太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）が設けられている各地点における天候状態に基づいて、太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力を予測する。また、予測部４７Ａは、各太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）の発電電力に基づいて、太陽光発電装置２０Ａが配置された地点における将来の天候状態を予測する。
以下に、将来の発電電力の予測の方法と、将来の天候状態の予測の方法とについて説明する。

（ａ）将来の発電電力の予測
まず、天候状態に基づいて将来の発電電力を予測する方法の一例について説明する。
（ａ－１）将来の発電電力の予測の模式的説明
過去のデータに基づいた将来の発電電力の予測について、模式的に示した図７、図８を用いて以下に説明する。
図７は、図１の所定の領域Ｒにおける雲の移動を、位置情報、風速及び風向とともに示したものである。所定の領域Ｒは例えば２００ｍ間隔で区画されており、位置情報として「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」・・・等、風速として「４ｍ／ｓ」等、風向として「東」等が付されている。
一方、図８には、各時刻ごとに所定の領域Ｒにおける位置情報、風速及び風向の時系列が過去のデータとして蓄積されている様子が示されている。太線囲みは「雲があり」の部分である。

図７では、時刻ｔａ（例えば１１時）において、位置情報「ａ」、「ｂ」、「ｃ」の部分が太線で囲まれており、これらの地点に雲が位置している様子が示されている。この場合、図７では、時刻ｔａにおいて、位置情報「ａ」、「ｂ」、「ｃ」に対して、風速が「４～６ｍ／ｓ」であり、風向が「東」であり、太線囲みによる「雲が有り」との情報が対応づけられている。その他の位置情報「ｄ」～「ｚ」の地点においても、図７では示していないが、同様に風速、風向、雲の有無等の情報が対応づけられている。予測部４７Ａは、この時刻ｔａでの位置情報、風速、風向、雲の有無等を読み込む。

次に、予測部４７Ａは、図８に示す位置情報、風速、風向、雲の有無等を含む過去のデータと、時刻ｔａでの位置情報、風速、風向、雲の有無等とを照合し、時刻ｔａでの位置情報、風速、風向、雲の有無等と同一又は類似の位置情報、風速、風向、雲の有無等を有する時刻ｔｘでの過去のデータを抽出する。さらに、予測部４７Ａは、時刻ｔｘと同じ位置情報について、時刻ｔｘから所定時間Δｔ経過後の時刻ｔｘ＋１の過去のデータ（風速、風向、雲の有無等）を抽出する。そして、予測部４７Ａは、時刻ｔｘ＋１の過去のデータを、時刻ｔａから所定時間Δｔ経過後の時刻ｔｂでの将来の天候状態とする。

この時刻ｔｂでの将来の天候状態のうち、「雲が有り」の情報を図７に適用したものが斜線で示されている。図７に示すように、時刻ｔａに対して所定時間Δｔ経過後の時刻ｔｂにおいて、位置情報「ｄ」、「ｈ」、「ｅ」の地点では、風速が「４～６ｍ／ｓ」であり、風向が「東」であり、斜線囲みによる「雲が有り」であるとの予測が示されている。この図７によると、時刻ｔａでは「ａ」、「ｂ」、「ｃ」の地点に雲が位置しており、時刻ｔｂでは「ｄ」、「ｈ」、「ｅ」の地点に雲が位置しており、雲が「ａ」、「ｂ」、「ｃ」の地点から「ｄ」、「ｈ」、「ｅ」の地点に移動することが予測されている。

予測部４７Ａは、この天候状態の予測に基づいて、太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力、将来の発電電力の減少及び増加等を予測する。例えば、「ｄ」、「ｈ」、「ｅ」の地点では、時刻ｔａでは雲が位置していないが時刻ｔｂでは雲が位置している。よって、予測部４７Ａは、時刻ｔｂでの将来の発電電力が例えば８０％減少した発電電力になると予測する。

（ａ－２）将来の発電電力の予測の例
次に、将来の発電電力の予測の例について図６等を用いてさらに説明する。
取得情報記憶部５１には、発電電力及び天候状態の過去のデータが予め多数蓄積されているものとする。過去のデータには、現在随時蓄積されている図６のデータと同様に、時刻ごとに各太陽光発電装置２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・の位置情報と、発電電力と、風速、風向、気圧及び雲の有無等の天候状態とが含まれている。
なお、過去のデータとしては、現在随時蓄積されている図６に示すデータを用いてもよいし、図６のデータとは別途に蓄積されているデータであってもよい。

予測部４７Ａは、取得情報記憶部５１から、例えば図６に示す現在時刻としての時刻ｔ１の情報を読み込む。例えば、時刻ｔ１の情報には、太陽光発電装置２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・について、位置情報「ａ」、「ｂ」、「ｃ」・・・と、時刻ｔ１での風速「Ｓａ１」、「Ｓｂ１」、「Ｓｃ１」・・・、風向「Ｄａ１」、「Ｄｂ１」、「Ｄｃ１」・・・、気圧「Ｐａ１」、「Ｐｂ１」、「Ｐｃ１」・・・及び雲が「有」、「無」、「有」・・・との天候状態とが含まれている。

予測部４７Ａは、時刻ｔ１の情報と同一又は類似の位置情報及び天候情報を有する時刻ｔｘの過去のデータを取得情報記憶部５１から抽出する。時刻ｔｘの過去のデータは、例えば、位置情報「ａ」、「ｂ」、「ｃ」・・・、風速「Ｓａｘ」、「Ｓｂｘ」、「Ｓｃｘ」・・・、風向「Ｄｘａ」、「Ｄｘｂ」、「Ｄｘｃ」・・・、気圧「Ｐｘａ」、「Ｐｘｂ」、「Ｐｘｃ」・・・、及び雲が「有」、「無」、「有」・・・である。

ここで、位置情報が同一又は類似とは、住所及び座標等が地理的に概ね一致していることをいう。一例であるが５ｍの範囲内のずれでであれば住所及び座標は概ね一致するとみなしてもよい。また、風速、風向、気圧等の天候情報が同一又は類似とは、風速、風向、気圧等が概ね一致していることをいう。一例であるが、風速が２ｍ／ｓの範囲内のずれであれば風速が概ね一致するとみなすことができ、風向が±１０度の範囲内のずれであれば概ね一致するとみなすことができ、気圧が５ｈＰａの範囲内のずれであれば概ね一致するとみなすことができる。

さらに、予測部４７Ａは、この抽出した時刻ｔｘの過去のデータに対して所定時間Δｔ経過後の時刻ｔｘ＋１において、同じ位置情報での天候状態に関する過去のデータを取得情報記憶部５１から抽出する。時刻ｔｘ＋１の過去のデータは、例えば、位置情報「ａ」、「ｂ」、「ｃ」・・・における、風速「Ｓａｘ＋１」、「Ｓｂｘ＋１」、「Ｓｃｘ＋１」・・・、風向「Ｄｘａ＋１」、「Ｄｘｂ＋１」、「Ｄｘｃ＋１」・・・、気圧「Ｐｘａ＋１」、「Ｐｘｂ＋１」、「Ｐｘｃ＋１」・・・、及び雲が「無」、「無」、「有」・・・との天候状態である。予測部４７Ａは、この時刻ｔｘ＋１の過去のデータを、時刻ｔ１から所定時間Δｔ経過後の時刻ｔ１＋１での将来の天候状態と予測する。

この将来の天候状態の予測の場合、太陽光発電装置２０Ａが配置されている地点では、時刻ｔ１＋１の将来の天候状態として、風速「Ｓａｘ＋１」、風向「Ｄａｘ＋１」、気圧「Ｐａｘ＋１」及び雲が「無」と予測される。なお、太陽光発電装置２０Ａが配置されている地点の時刻ｔ１の天候状態は、風速「Ｓａ１」、風向「Ｄａ１」、気圧「Ｐａ１」、雲が「有」である。よって、太陽光発電装置２０Ａが配置されている地点では、時刻ｔ１では雲が位置しているが、時刻ｔ１＋１では雲が無くなる。

予測部４７Ａは、太陽光発電装置２０Ａが配置されている地点において、時刻ｔ１では位置していた雲が時刻ｔ１＋１では無くなっているとして、時刻ｔ１＋１での将来の発電電力を予測する。
なお、太陽光により発電を行う太陽光発電装置２０Ａの発電電力は、天候状態によって左右される。つまり、太陽光発電装置２０Ａの発電電力と天候状態とは相関関係がある。そのため、予測部４７Ａは、将来の天候状態から将来の発電電力を予測できる。このとき、例えば発電電力と天候状態との相関関係を示すデータが予め蓄積されていると、予測部４７Ａは、この相関関係を示す蓄積データに基づいて将来の天候状態から将来の発電電力を予測することができる。

その他、予測部４７Ａは、時刻ｔｘ＋１における太陽光発電装置２０Ａの過去の発電電力を天候状態とともに抽出し、抽出した時刻ｔｘ＋１における過去の発電電力を時刻ｔ１＋１の太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力としてもよい。

また、予測部４７Ａは、時刻ｔ１の現在の天候状態と予測した時刻ｔ１＋１の将来の天候状態とを比較し、比較結果に基づいて時刻ｔ１＋１の将来の発電電力が時刻ｔ１の発電電力に対して減少するのか増加するのかを予測することもできる。例えば、予測部４７Ａは、時刻ｔ１では位置していた雲が時刻ｔ１＋１では無くなることから、時刻ｔ１＋１においては太陽光発電装置２０Ａの発電電力が時刻ｔ１よりも増加すると予測できる。

（ｂ）将来の天候状態の予測
次に、発電電力に基づいて将来の天候状態を予測する方法について説明する。前述と同様に、取得情報記憶部５１には、発電電力及び天候状態の過去のデータが予め多数蓄積されているものとする。
予測部４７Ａは、取得情報記憶部５１から、例えば図６に示す現在時刻としての時刻ｔ１の情報を読み込む。例えば、時刻ｔ１の情報には、太陽光発電装置２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・について、位置情報「ａ」、「ｂ」、「ｃ」・・・と、時刻ｔ１での発電電力「Ｇａ１」、「Ｇｂ１」、「Ｇｃ１」・・・とが含まれている。

予測部４７Ａは、時刻ｔ１の情報と同一又は類似の位置情報及び発電電力を有する時刻ｔｘの過去のデータを取得情報記憶部５１から抽出する。例えば、位置情報「ａ」、「ｂ」、「ｃ」・・・、発電電力「Ｇａｘ」、「Ｇｂｘ」、「Ｇｃｘ」・・・である。
さらに、予測部４７Ａは、この抽出した時刻ｔｘの過去のデータに対して所定時間Δｔ経過後の時刻ｔｘ＋１において、同じ位置情報での発電電力に関する過去のデータを取得情報記憶部５１から抽出する。この時刻ｔｘ＋１の過去のデータには、発電電力とともに天候状態も含める。時刻ｔｘ＋１の過去のデータは、例えば、位置情報「ａ」、「ｂ」、「ｃ」・・・における、発電電力「Ｇａ１＋１」、「Ｇｂ１＋１」、「Ｇｃ１＋１」・・・と、風速「Ｓａｘ＋１」、「Ｓｂｘ＋１」、「Ｓｃｘ＋１」・・・、風向「Ｄｘａ＋１」、「Ｄｘｂ＋１」、「Ｄｘｃ＋１」・・・、気圧「Ｐｘａ＋１」、「Ｐｘｂ＋１」、「Ｐｘｃ＋１」・・・、及び雲が「無」、「無」、「有」・・・との天候状態とを含む。

そして、予測部４７Ａは、抽出した時刻ｔｘ＋１の過去のデータに含まれる天候状態（風速「Ｓａｘ＋１」、「Ｓｂｘ＋１」、「Ｓｃｘ＋１」・・・、風向「Ｄｘａ＋１」、「Ｄｘｂ＋１」、「Ｄｘｃ＋１」・・・、気圧「Ｐｘａ＋１」、「Ｐｘｂ＋１」、「Ｐｘｃ＋１」・・・、及び雲が「無」、「無」、「有」・・・との天候状態）を、時刻ｔ１から所定時間Δｔ経過後の時刻ｔ１＋１での将来の天候状態と予測する。

〔第１実施形態の変形例〕
（１）上記実施形態では、予測部４７Ａは、各太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）が設けられている各地点における天候状態に基づいて、つまり、太陽光発電装置２０Ａが設けられている地点を含む所定の領域での天候状態に基づいて太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力を予測する。しかし、予測部４７Ａは、太陽光発電装置２０Ａが設けられている地点のみにおける天候状態に基づいて、太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力を予測することもできる。

また、上記実施形態では、予測部４７Ａは、各太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）の発電電力に基づいて、太陽光発電装置２０Ａが配置された地点における将来の天候状態を予測する。しかし、予測部４７Ａは、各太陽光発電装置２０Ａの発電電力のみに基づいて、太陽光発電装置２０Ａが配置された地点における将来の天候状態を予測することもできる。

（２）上記実施形態では、予測部４７Ａは、ある一の時点である時刻ｔ１の天候状態等と同一又は類似の天候状態等を有する時刻ｔｘでの過去のデータを抽出し、時刻ｔｘ＋１の過去のデータに基づいて時刻ｔ１＋１での発電電力を予測している。
しかし、予測部４７Ａはある一の時点ではなく、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・という時系列のデータを用いて発電電力の予測をしてもよい。例えば、予測部４７Ａは、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・という時系列の天候状態の変化等を取得情報記憶部５１（図６に示すデータを記憶）から取得する。予測部４７Ａは、この時系列の天候状態の変化等と同一又は類似の天候状態の変化等を有する時刻ｔｘ、ｔｘ１、ｔｘ２、・・・の時系列の過去のデータを取得情報記憶部５１から抽出する。時刻ｔｘ、ｔｘ１、ｔｘ２、・・・は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・に対応しているものとする。
予測部４７Ａは、抽出した時系列の過去のデータのうち、時刻ｔｘ＋１（時刻ｔｘから所定時間Δｔ経過後の時刻）の過去のデータに基づいて時刻ｔ１＋１（時刻ｔ１から所定時間Δｔ経過後の時刻）での発電電力を予測する。時系列の天候状態の変化と同一又は類似の過去のデータを用いることで、天候状態の変化の予測及び発電電力の変化の予測をより正確に行うことができる。

上記実施形態では、予測部４７Ａは、ある一の時点である時刻ｔ１の発電電力と同一又は類似の発電電力等を有する時刻ｔｘでの過去のデータを抽出し、時刻ｔｘ＋１の過去のデータに基づいて時刻ｔ１＋１での天候状態を予測している。しかし、上記と同様に、予測部４７Ａは、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・という時系列の発電電力の変化と同一又は類似の時刻ｔｘ、ｔｘ１、ｔｘ２、・・・の時系列の過去のデータを抽出し、時刻ｔｘ＋１（時刻ｔｘから所定時間Δｔ経過後の時刻）の過去のデータに基づいて時刻ｔ１＋１（時刻ｔ１から所定時間Δｔ経過後の時刻）での天候状態を予測してもよい。

（３）上記実施形態では、各太陽光発電装置２０が設けられている各地点における天候状態に基づいて将来の発電電力を予測する。しかし、各太陽光発電装置２０が設けられている地点における天候状態の時系列変化に基づいて将来の天候状態を予測してもよい。例えば、気圧の変化が大きく天候が悪化して雲が発生し得る傾向にある場合には、将来の天候状態として雲が発生すると予測できる。
また、上記実施形態では、各太陽光発電装置２０の発電電力に基づいて将来の天候状態を予測する。しかし、各太陽光発電装置２０の発電電力の時系列変化に基づいて将来の発電電力を予測してもよい。例えば、発電電力が時系列的に減少傾向にある場合には、雲等が発生して天候状態が悪化しており、将来の発電電力も減少すると予測できる。一方、発電電力が時系列的に増加傾向にある場合には、天候状態が良好であり、将来の発電電力も増加すると予測できる。

（４）上記実施形態では、予測部４７Ａは、制御部４０Ａの制御対象である太陽光発電装置２０Ａでの将来の発電電力及び太陽光発電装置２０Ａが設けられている地点の将来の天候状態を予測する。しかし、予測部４７Ａは、太陽光発電装置２０Ａ以外の他の太陽光発電装置２０Ｂ、２０Ｃ・・・での将来の発電電力及び将来の天候状態を予測してもよい。

（５）上記実施形態の天候状態には雲の高度、太陽の高度及び方位角等が含まれていてもよい。日、時間、緯度及び経度ごとに太陽の高度及び方位角等は変化する。そして、太陽の高度及び方位角と雲の高度とによって雲が太陽を遮るか否か、また太陽を遮る程度も変わる。よって、予測部４７Ａは、雲の有無及び雲の高度等と、日、時間、緯度及び経度ごとの太陽の高度及び方位角等との関係を考慮し、発電電力を予測してもよい。

（６）上記実施形態では、取得情報記憶部５１には、予め天候状態及び発電電力の過去のデータが多数蓄積されている。そして、過去のデータを現在の天候状態等と照合して、将来の発電電力等を予測している。この蓄積された過去のデータを機械学習させることで、天候状態と発電電力との関係をより詳細に導き出すことで、より実情に合った天候状態及び発電電力の予測に活用できるようにしてもよい。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る太陽光発電システム及び太陽光発電システムの運転方法について説明する。第２実施形態に係る太陽光発電システムは、第１実施形態で予測した将来の発電電力又は将来の天候状態の予測に基づいて、太陽光発電システム内の給湯器の稼働を制御する。
第１実施形態と同一の構成については同一の符号番号を付し、その説明は省略するか簡略化している。

（１）太陽光発電システムの概要
本実施形態の太陽光発電システム１では、第１実施形態と同様に、太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）をそれぞれ備える施設１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・・）が複数存在している。各施設１０の各太陽光発電装置２０は同様の構成であるので、以下では太陽光発電装置２０Ａについて説明する。
まずは、以下においての本実施形態の太陽光発電システム１の動作概要について説明する。

図９は、本実施形態によって太陽光発電装置２０Ａの発電電力に応じて給湯器３２Ａの稼働量を制御する様子を示す説明図である。図９において、全体として山形状の曲線で示されているのが太陽光発電装置２０Ａの発電電力の時系列変化である。雲等により太陽光が遮られることで、一時的に発電電力が下降し、山形状の曲線がところどころ凹んでいる。また、図９において、概ね長方形状の直線Ｌｂ１で示されているのが給湯器３２Ａの稼働によって太陽光発電装置２０Ａの発電電力が消費された消費電力の時系列変化である。

給湯器３２Ａは、１０時～１１時の間、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力を消費しており、概ね一定のαｋＷの消費電力を消費している。しかし、１１時～１１時３０分の間は、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力がαｋＷの消費電力よりも減少している。この発電電力の減少は、予測部４７Ａによって１１時になる前に予測される。給湯器３２Ａは、予測部４７Ａによって予測された発電電力の減少に基づいて稼働量が減少するように制御され、１１時～１１時３０分の間はβｋＷ（＜αｋＷ）の消費電力を消費するようになる。これにより、給湯器３２Ａが消費する消費電力βｋＷは、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力を超えない。
その後、１１時３０分を過ぎると、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力がαｋＷの消費電力よりも大きくなる。この発電電力の増加は、予測部４７Ａによって１１時３０分になる前に予測される。給湯器３２Ａは、予測部４７Ａによって予測された発電電力の増加に基づいて稼働量を増加又は元に戻すように制御され、１１時３０分を過ぎるとαｋＷの消費電力を消費するようになる。

その後、さらに１３時３０分～１４時の間は、太陽光による発電電力が消費電力のαｋＷ及びβｋＷよりも減少するが、この減少は予測部４７Ａによって１３時３０分になる前に予測される。給湯器３２Ａは、予測部４７Ａによって予測された発電電力の減少に基づいて稼働量が減少するように制御され、１３時３０分～１４時の間はγｋＷ（＜αｋＷ）の消費電力を消費するようになる。その後、１４時を過ぎると、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力が消費電力のαｋＷよりも大きくなるが、この増加は予測部４７Ａによって１４時より前に予測される。給湯器３２Ａは、予測部４７Ａによって予測された発電電力の増加に基づいて稼働量を増加又は元に戻すように制御され、１４時を過ぎるとαｋＷの消費電力を消費するようになる。

一方、図１０は、従来の給湯器３２Ａの稼働量を制御する様子を示す説明図である。全体として山形状の曲線で示されている太陽光発電装置２０Ａの発電電力の時系列変化は、図９と同一である。よって、図９と同様に、１１時～１１時３０分の間、及び、１３時３０分～１４時の間は、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力が給湯器３２Ａの消費電力のαｋＷよりも小さくなる。しかし、従来の給湯器３２Ａは、概ね長方形状の直線Ｌｂ２に示されるように、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力の減少とは関係無く、一定のαｋＷの消費電力を消費するように制御されている。よって、楕円で囲ったδ部分については、給湯器３２Ａの消費電力が太陽光発電装置２０Ａによる発電電力を上回っている。このように従来においては、給湯器３２Ａの稼働量は太陽光発電装置２０Ａの発電電力に応じて調整されないため、δ部分においては、給湯器３２Ａは電力系統３０から買電するか、蓄電装置３４に蓄電されている深夜電力を消費することとなる。この場合、買電による経済的損失が発生し、他の機器の稼働のために深夜電力を蓄電しておくことができない。

そこで、本実施形態の太陽光発電システム１では、太陽光発電装置２０Ａについて、雲の存在等の天候状態によって変動する将来の発電電力を予測し、給湯器３２Ａの稼働量を制御できるように構成されている。
これにより、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力を給湯器３２Ａに利用させつつ、給湯器３２Ａの稼働に必要な電力が発電電力を超えることで不足する事態を抑制できる。よって、不足電力を電力系統３０から購入することを抑制でき、買電による経済的損失を抑えることができる。また、不足電力を深夜電力で補うことによる深夜電力の利用を抑制して他の機器による電力の利用のために蓄電できるため、省エネルギー化を図ることができる。さらに、将来的に、太陽光発電装置２０Ａにより発電した発電電力を売った場合の売電の価格が電力系統から電力を買う場合の買電の価格よりも安くなった場合には、買電することなく太陽光発電装置により発電した発電電力を給湯器において消費する方が経済的にメリットがある。

（２）太陽光発電システムが設けられている施設の構成
次に、太陽光発電システム１の全体構成について説明する。
前述の通り、第２実施形態に係る太陽光発電システム１は、第１実施形態と同様に太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）をそれぞれ備える施設１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・・）が複数存在している。各施設１０の構成は同様であるので、図１１では施設１０Ａを採り挙げて説明する。

太陽光発電システム１は、施設１０Ａの制御部４０Ａと、管理サーバ５０と天気予報サーバ７０とがネットワーク６０を介して通信可能に接続されている。第１実施形態と異なり、太陽光発電システム１のネットワーク６０にはさらに天気予報サーバ７０が接続されている。
天気予報サーバ７０は、各地の天気予報を記憶している。各地の天気予報は随時更新される。天気予報サーバ７０としては、例えば気象庁の天気予報を提供しているサーバであってもよいし、検索等の各種サービスを提供するサイトのサーバであってもよい。なお、天気予報は、日本各地の情報だけに限られず世界各地の情報であってもよい。

（３）太陽光発電システムの機能構成
図１２を用い、太陽光発電システム１の機能構成について説明する。
図１２に示すように、各施設１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・・）の制御部４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・）と管理サーバ５０と天気予報サーバ７０とがネットワーク６０を介して接続されている。各施設１０の制御部４０は同様の構成であるので、施設１０Ａの制御部４０Ａを中心として説明する。

制御部４０Ａは、発電制御部４１Ａ、位置記憶部４３Ａ、情報取得部４５Ａ、予測部４７Ａ及び利用制御部４９Ａを備えている。発電制御部４１Ａ、位置記憶部４３Ａ、情報取得部４５Ａは、第１実施形態で既に説明したので説明を省略する。

（３－１）予測部
予測部４７Ａは、第１実施形態で説明したように、各太陽光発電装置２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・）が設けられている各地点における天候状態に基づいて、太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力を予測する。

（３－２）利用制御部
利用制御部４９Ａは、予測部４７Ａが予測した将来の発電電力に基づいて、給湯器３２Ａによる太陽光発電装置２０Ａの発電電力を利用した場合の稼働量の増減を制御する。給湯器３２Ａは、太陽光発電装置２０Ａに対応して設けられており、太陽光発電装置２０Ａの発電電力と、蓄電装置３４Ａに蓄電されている電力と、電力系統３０からの系統電力との少なくともいずれかを利用してお湯を生成する。

（ａ）利用制御部による給湯器の稼働制御の概要
まず、前述の図１及び図９を用いて利用制御部４９Ａによる給湯器３２Ａの稼働制御の概要を説明する。
第１実施形態において説明した通り、所定の領域Ｒにおいて、現在時刻が時刻ｔａ（例えば１１時）であり、雲α１が存在している。雲α１は、時刻ｔａから、所定時間経過後の時刻ｔｂにかけて風向、風速及び気圧等の天候状態によって移動し、時刻ｔｂ（例えば１１時３０分）に雲β１として存在することとなる。この場合、施設１０Ａの太陽光発電装置２０Ａは、時刻ｔａから時刻ｔｂまでは、雲α１によって太陽光が遮られる領域α２に位置している。次に、時刻ｔｂを超えると雲α１は雲β１まで移動することとなるため、領域α２では太陽光が遮られなくなり、太陽光発電装置２０Ａはこの太陽光が遮られていない領域α２に位置することとなる。

予測部４７Ａは、天候状態に基づいて、時刻ｔａから時刻ｔｂにかけて施設１０Ａの太陽光発電装置２０Ａによる発電電力は減少すると予測する。利用制御部４９Ａは、この発電電力の予測に基づいて、太陽光発電装置２０Ａが発電した発電電力の給湯器３２Ａによる利用量を減少、つまり給湯器３２Ａの稼働量を減少させる。
一方、予測部４７Ａは、天候状態に基づいて、時刻ｔｂを超えた後は太陽光発電装置２０Ａによる発電電力は増加すると予測する。利用制御部４９Ａは、この発電電力の予測に基づいて、太陽光発電装置２０Ａが発電した発電電力の給湯器３２Ａによる利用量を増加、つまり給湯器３２Ａの稼働量を増加させる。

（ｂ）利用制御部による給湯器の稼働制御の流れ
次に、利用制御部４９Ａによる給湯器３２Ａの稼働制御の流れフローについて、図１３を用いて説明する。

ステップＳ１：利用制御部４９Ａは、給湯器３２Ａの稼働を受け付けたか否かを判断する。給湯器３２Ａは、ユーザが給湯器３２Ａの稼働開始をリモコン等により操作することにより稼働される。また、予め所定時間になると給湯器３２Ａが稼働するように設定されいてもよい。利用制御部４９Ａは、給湯器３２Ａの稼働を受け付けた場合はステップＳ２に処理を進め、そうでない場合は待機する。

ステップＳ２、Ｓ３：利用制御部４９Ａは、施設１０Ａの太陽光発電装置２０Ａが配置されている地点を含む領域について、天気予報サーバ７０から天気予報情報を取得する（ステップＳ２）。
利用制御部４９Ａは、取得した天気予報情報に基づいて、太陽光発電装置２０Ａによる発電電力（以下、第１発電電力という）を予測する（ステップＳ３）。

例えば、過去の天気予報情報と過去の太陽光発電装置２０Ａの発電電力との過去の関係が予め蓄積されているものとする。利用制御部４９Ａは、予め格納されている過去の天気予報情報及び過去の発電電力の関係の中から、取得した天気予報情報と概ね一致する過去の天気予報情報を抽出する。概ね一致する過去の天気予報情報が抽出されると、利用制御部４９Ａは、抽出された過去の天気予報情報に対応づけられている過去の発電電力を取得する。そして、利用制御部４９Ａは、抽出された過去の発電電力を、取得した天気予報情報に対応する第１発電電力として予測する。予測の第１発電電力は、例えば１時間毎などの所定時間毎の発電電力のデータから構成されている。

ここで、利用制御部４９Ａは、例えば、給湯器３２Ａを稼働する当日の０時等に第１発電電力の予測を行う。利用制御部４９Ａは、天気予報サーバ７０から前記当日の前日における天気予報情報を取得し、当日の太陽光発電装置２０Ａの第１発電電力を前述の通り予測することができる。ただし、利用制御部４９Ａは、当日の天気予報情報を取得し、当日の太陽光発電装置２０Ａの第１発電電力を予測してもよい。また、天気予報情報を取得するタイミングは当日の０時に限定されず、例えば、利用制御部４９Ａは、給湯器３２Ａを稼働する直前に当日の天気予報情報を取得し、第１発電電力を予測してもよい。

ステップＳ４：利用制御部４９Ａは、ステップＳ３において予測した第１発電電力が第１閾値以上か否かを判定する。ここで、第１発電電力は例えば１時間ごとの発電電力のデータから構成されており、利用制御部４９Ａは１時間毎に第１発電電力が第１閾値以上か否かを判定する。

第１閾値は、給湯器３２Ａを稼働させ、お湯を沸かし上げることが可能な発電電力の値である。例えば、給湯器３２Ａによりお湯を沸かし上げるのに、５００ｋＷの発電電力が５時間必要であるとする。この場合、第１閾値は５００ｋＷである。よって、太陽光発電装置２０Ａのある時間における第１発電電力が３００ｋＷである場合、利用制御部４９Ａは第１発電電力が第１閾値（５００ｋＷ）未満であると判定する。

利用制御部４９Ａは、第１発電電力が第１閾値以上であると判定するとステップＳ５に処理を進め、第１発電電力が第１閾値未満であると判定するとステップＳ６に処理を進める。

ステップＳ５：利用制御部４９Ａは、第１発電電力が第１閾値以上であるので、給湯器３２Ａを稼働開始可能とし、稼働開始時間を設定する。稼働開始時間は、例えば、第１発電電力が第１閾値以上と判定された時点とすることができる。

ステップＳ６：利用制御部４９Ａは、第１発電電力が第１閾値未満であるので、給湯器３２Ａを稼働させず、処理をステップＳ１に戻す。このとき、給湯器３２Ａを稼働させた場合には、給湯器３２Ａの稼働に必要な電力を太陽光発電装置２０Ａにより賄うことができず、買電が発生する可能性、蓄電装置３４Ａに蓄積された深夜電力の消費等が生じる可能性をユーザに報知してもよい。

ステップＳ７：予測部４７Ａは、各太陽光発電装置２０の位置情報と各太陽光発電装置２０が設けられている地点における天候状態とに基づいて、太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力（以下、第２発電電力という）を予測する。第２発電電力（将来の発電電力）の予測については第１実施形態において既述した通りである。このステップＳ７は、例えば設定した稼働開始時間あるいは稼働開始時間の所定時間前に到達した場合に行われる。

ステップＳ８：利用制御部４９Ａは、第２発電電力が第２閾値以上か否かを判定する。第２閾値は、給湯器３２Ａを稼働させ、お湯を沸かし上げることが可能な発電電力の値である。第２閾値は第１閾値と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
利用制御部４９Ａは、第２発電電力が第２閾値以上であると判定するとステップＳ９に処理を進め、第２発電電力が第２閾値未満であると判定するとステップＳ１０に処理を進める。

ステップＳ９：利用制御部４９Ａは、第２発電電力が第２閾値以上であるので、設定した稼働開始時間から給湯器３２Ａの稼働を開始する。
ステップＳ１０：利用制御部４９Ａは、第２発電電力が第２閾値未満であるので、設定した稼働開始時間を変更し、処理をステップＳ８に戻す。例えば、利用制御部４９Ａは、ステップＳ５において設定した稼働開始時間を所定時間遅らせて、ステップＳ８において第２発電電力が第２閾値以上となった場合にステップＳ９において給湯器３２Ａの稼働を開始する。

上記のステップＳ８、Ｓ１０を経ることで、確実に第２発電電力が第２閾値以上となってから給湯器３２Ａの稼働を開始できる。これにより、深夜電力の利用の抑制、買電による経済的損失の抑制等を図ることができる。

ステップＳ１１：利用制御部４９Ａは、給湯器３２Ａの稼働を開始させた後、太陽光発電装置２０Ａの発電電力を利用して給湯器３２Ａがまだ稼働中か否かを判定する。利用制御部４９Ａは、給湯器３２Ａが稼働中の場合はステップＳ１２に処理を進め、そうでない場合は処理を終了する。

ステップＳ１２：予測部４７Ａは、各太陽光発電装置２０の位置情報と各太陽光発電装置２０が設けられている地点における天候状態とに基づいて、太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力（以下、第３発電電力という）を予測する。第３発電電力の予測については第１実施形態において既述した通りである。なお、第３発電電力は、ステップＳ９において給湯器３２Ａの稼働を開始した後の太陽光発電装置２０Ａの将来の発電電力である。

ステップＳ１３：利用制御部４９Ａは、第３発電電力が増加傾向にあるか、減少傾向にあるかを判定する。
例えば、利用制御部４９Ａは、第３発電電力と第２発電電力とを比較し、第３発電電力が第２発電電力よりも大きければ増加傾向にあると判定し、第３発電電力が第２発電電力よりも小さければ減少傾向にあると判定する。また、第３発電電力が第２発電電力と同一である場合は変化無しと判定する。
また、利用制御部４９Ａは、第３発電電力を時系列的に取得し、第３発電電力の増加傾向又は減少傾向を取得してもよい。
利用制御部４９Ａは、第３発電電力が減少傾向にある場合はステップＳ１４に処理を進め、増加傾向にあるか変化なしの場合はステップＳ１５に処理を進める。

ステップＳ１４：利用制御部４９Ａは、第３発電電力が減少傾向にある場合は、給湯器３２Ａの稼働量を減少させ、太陽光発電装置２０Ａの第３発電電力の利用を減少させる。あるいは、利用制御部４９Ａは、給湯器３２Ａの稼働を停止させてもよい。これにより、深夜電力の利用の抑制、買電による経済的損失の抑制等を図ることができる。このとき、給湯器３２Ａの稼働量を減少又は停止させることで買電が発生する可能性、蓄電装置３４Ａに蓄積された深夜電力の消費等が生じる可能性を抑制できることをユーザに報知してもよい。

ステップＳ１５、Ｓ１６：利用制御部４９Ａは、第３発電電力が増加傾向にあると判定した場合は（ステップＳ１５においてＹｅｓ）、給湯器３２Ａの稼働量を増加又は元の稼働量に戻させ、太陽光発電装置２０Ａの第３発電電力の利用を増加させる（ステップＳ１６）。これにより、太陽光発電装置２０Ａの発電電力を有効に活用できる。また、稼働量を減少したまま給湯器３２Ａを稼働させるとお湯を生成するまでに要する所要時間が長期化するが、発電電力の増加に応じて稼働率を増加するか元に戻すことで所要時間の長期化を抑制できる。
ステップＳ１６：利用制御部４９Ａは、第３発電電力が変化なしの場合は（ステップＳ１５においてＮｏ）、給湯器３２Ａの稼働量を現状のまま維持し、太陽光発電装置２０Ａの第３発電電力の利用量を維持させる。

上記のような利用制御部４９Ａによる給湯器３２Ａの稼働制御の流れによれば、１段階目として、天気予報サーバ７０からの天気予報情報に基づいて給湯器３２Ａを稼働開始可能かを判断し、稼働開始可能の場合、２段階目として、太陽光発電装置２０Ａの将来の第２発電電力に基づいて給湯器３２Ａの稼働開始を判断する。このように２段階で給湯器３２Ａを稼働可能か否かを判断するため、１段階目の稼働開始可能と判断するための第１閾値を比較的低く設定できる。なぜなら、２段階目の第２閾値で実際に給湯器３２Ａを稼働開始するか否かを判断するため、１段階目の第１閾値を低くすることができるためである。これにより、１段階目において給湯器３２Ａの稼働可能率を向上できる。一方で、１段階目で給湯器３２Ａの稼働可能率を向上させつつも、２段階目において該当する太陽光発電装置２０Ａでの将来の発電電力の予測に合わせて給湯器３２Ａを稼働させるため、天気予報情報と実際の各地点での天候状態とが異なる場合でも、実際の天候状態に応じた発電電力により対応させて給湯器３２Ａを稼働させることができる。これにより、買電による経済的損失の抑制、深夜電力の利用の抑制等を図ることができる。

〔第２実施形態の変形例〕
（１）上記実施形態では、図１３のステップＳ２～Ｓ４において、第１発電電力は例えば１時間ごとの発電電力のデータから構成されており、利用制御部４９Ａは１時間毎に第１発電電力が第１閾値以上か否かを判定する。そして、第１発電電力が第１閾値以上であれば給湯器３２Ａを稼働開始可能としている。

しかし、利用制御部４９Ａは、給湯器３２Ａを稼働する当日において太陽光発電装置２０Ａによって発電可能な発電電力量、つまり当日に発電される全ての発電電力量（ｋＷｈ）を天気予報情報から予測してもよい。発電電力量の予測は過去の天気予報情報と発電電力量との関係に基づいて行うことができる。そして、利用制御部４９Ａは、予測した発電電力量と、給湯器３２Ａのお湯を沸かし上げるのに必要な電力量（ｋＷｈ）とを比較し、予測した発電電力量が沸かし上げに必要な電力量以上である場合には、ステップＳ５において給湯器３２Ａを稼働開始可能とし稼働開始時間を設定する。この場合、稼働開始時間は、１時間ごとの予想の発電電力が第１閾値以上となる時間とすることができる。

（２）上記実施形態では、図１３のステップＳ８において第２発電電力が第２閾値未満である場合は、利用制御部４９Ａは稼働開始時間を遅らせて、ステップＳ８において第２発電電力が第２閾値以上となった場合にステップＳ９において給湯器３２Ａの稼働を開始する。しかし、利用制御部４９Ａは、図１３のステップＳ８において第２発電電力が第２閾値未満である場合は、稼働開始時間を所定時間遅らせた後、ステップＳ９に処理を進めてもよい。これにより、給湯器３２Ａは、ステップＳ５において設定された稼働開始時間に対して所定時間経過した後において稼働される。

現在は将来の第２発電電力が所定の第２閾値未満であるが、所定時間経過後には将来の第２発電電力が所定の第２閾値以上となることが予測されるまで、給湯器３２Ａの稼働開始時間を遅らせる。例えば、雲が発生して太陽が隠れるとの予測により太陽光発電装置２０Ａの第２発電電力が減少して第２閾値未満となっていても、所定時間の経過により雲が通り過ぎることで第２発電電力が第２閾値以上となる場合がある。このような場合が生じ得るため、所定時間遅らせて給湯器３２Ａの稼働を開始させるとよい。これにより、深夜電力の利用の抑制、買電による経済的損失の抑制等を図ることができる。

〔他の実施形態〕
なお上述の実施形態（他の実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

（１）上記実施形態では、位置記憶部４３、予測部４７及び利用制御部４９は太陽光発電装置２０の制御部４０に設けられている。しかし、位置記憶部４３、予測部４７及び利用制御部４９は、太陽光発電装置２０の制御部４０及び管理サーバ５０のいずれに設けられていてもよい。この場合、各太陽光発電装置２０の制御部４０内の発電制御部４１及び情報取得部４５と、制御部４０又は管理サーバ５０のいずれかに設けられた位置記憶部４３、予測部４７及び利用制御部４９とは、互いに情報をやり取りし、将来の発電電力の予測、将来の天候状態の予測、給湯器３２の制御等を行う。

（２）上記実施形態では、各太陽光発電装置２０を管理する管理サーバ５０と天気予報サーバ７０とは別々のサーバであるが、一体のサーバであってもよい。この場合、利用制御部４９は一のサーバのみにアクセスするだけで、給湯器３２の稼働量を調整できる。

１ ：太陽光発電システム
２０ ：太陽光発電装置
４５ ：情報取得部
４７ ：予測部
Ｒ ：領域

Claims (5)

1. 所定の領域に分散して配置されている複数の太陽光発電装置と、
   前記太陽光発電装置の発電電力の情報と、前記太陽光発電装置が設けられている地点における、風向、風速、気圧及び雲の有無の少なくともいずれかを含む天候状態の情報との少なくともいずれかの情報を取得する情報取得部と、
   前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて前記太陽光発電装置が設けられている地点における将来の天候状態を予測するか、あるいは、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の発電電力を予測する予測部と、
   各太陽光発電装置に対応して設けられており、各太陽光発電装置の発電電力を利用してお湯を生成することが可能な給湯器と、
   前記予測部が予測した前記将来の発電電力に基づいて、前記太陽光発電装置が発電した発電電力を前記給湯器が利用した場合における、前記給湯器の稼働量の増減を制御する利用制御部と、を備え、
   前記利用制御部は、天候予報情報を提供する天気予報サーバから前記所定の領域を含む領域の天気予報情報を取得し、前記所定の領域の前記太陽光発電装置による第１発電電力を前記天気予報情報に基づいて予測し、前記第１発電電力が所定の第１閾値以上の場合は、当該太陽光発電装置に対応する前記給湯器を稼働開始可能とし、
   前記予測部は、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の第２発電電力を予測し、
   前記利用制御部は、前記給湯器が稼働開始可能とされた後、当該第２発電電力が所定の第２閾値以上の場合は前記給湯器の稼働を開始させる太陽光発電システム。
2. 前記利用制御部は、前記第２発電電力が所定の第２閾値未満の場合は、前記給湯器の稼働開始時間を所定時間遅らすように制御する、請求項１に記載の太陽光発電システム。
3. 前記利用制御部は、前記第２発電電力が所定の第２閾値以上となるまで前記給湯器の稼働開始時間を遅らすように制御する、請求項２に記載の太陽光発電システム。
4. 前記予測部は、前記給湯器の稼働が開始された後、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の第３発電電力を予測し、
   前記利用制御部は、
   前記給湯器の稼働を開始させた後、前記第３発電電力の時系列変化が減少傾向である場合、前記太陽光発電装置により発電された発電電力の利用を減らすように前記給湯器の稼働量を減らすか、あるいは給湯器の稼働を停止させ、
   前記給湯器の稼働を開始させた後、前記第３発電電力の時系列変化が増加傾向である場合、前記太陽光発電装置により発電された発電電力の利用を増加するように前記給湯器の稼働量を増加する、請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
5. 所定の領域に分散して配置されている複数の太陽光発電装置を備える太陽光発電システムの運転方法であって、
   前記太陽光発電装置の発電電力の情報と、前記太陽光発電装置が設けられている地点における、風向、風速、気圧及び雲の有無の少なくともいずれかを含む天候状態の情報との少なくともいずれかの情報を取得する情報取得ステップと、
   前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて前記太陽光発電装置の将来の発電電力を予測するか、あるいは、前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて前記太陽光発電装置が設けられている地点における将来の天候状態を予測する予測ステップと、を備え、
   前記太陽光発電システムには、各太陽光発電装置それぞれに対応して設けられており、各太陽光発電装置の発電電力を利用してお湯を生成することが可能な給湯器が備えられており、
   前記予測ステップで予測した前記将来の発電電力に基づいて、前記給湯器に対応する太陽光発電装置が発電した発電電力を前記給湯器が利用した場合における、前記給湯器の稼働量の増減を制御する利用制御ステップを備え、
   前記利用制御ステップでは、天候予報情報を提供する天気予報サーバから前記所定の領域を含む領域の天気予報情報を取得し、前記所定の領域の前記太陽光発電装置による第１発電電力を前記天気予報情報に基づいて予測し、前記第１発電電力が所定の第１閾値以上の場合は、当該太陽光発電装置に対応する前記給湯器を稼働開始可能とし、
   前記予測ステップでは、前記太陽光発電装置が設けられている地点における前記天候状態に基づいて各太陽光発電装置の将来の第２発電電力を予測し、
   前記利用制御ステップでは、前記給湯器が稼働開始可能とされた後、当該第２発電電力が所定の第２閾値以上の場合は前記給湯器の稼働を開始させる太陽光発電システムの運転方法。

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