JPH05304727A

JPH05304727A - エネルギ制御装置

Info

Publication number: JPH05304727A
Application number: JP4106774A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Enmei; 年晴延命
Original assignee: LES-MU PUROPATEIZU BV; REEM PROPERTIES BV; ROEHM PROPERTIES BV
Current assignee: LES-MU PUROPATEIZU BV; REEM PROPERTIES BV; ROEHM PROPERTIES BV
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1993-11-16
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: JP3287601B2

Abstract

(57)【要約】【目的】太陽電池７によって発電した電力を有効に活用
する。【構成】太陽電池７を利用して発電を行うとともに、夜
間電力を夜間に蓄電池３１に充電する。余剰電力を配電
線路に送電するパワーユニット９を備える。昼夜の電力
料金の較差が大きい場合には、夜間蓄電池３１をフル充
電する。昼間は、蓄電量と発電量、及び消費量に基づい
て、蓄電池３１の消費量と、送電量とを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の技術分野】本発明は、エネルギの貯蔵量、及
び移動状態を制御する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力等のエネルギは、配電線路な
どのエネルギの供給路から買い入れたり、太陽電池や、
風力発電装置などのエネルギ取入手段から取り入れてい
た。エネルギの供給路から買い入れたエネルギは、その
まま消費され、外部から取り入れたエネルギは、蓄電池
等のエネルギ貯蔵手段に一時的に蓄えられるか、エネル
ギ消費手段によってそのまま消費されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術では、取り入れられたエネルギをエネルギ貯蔵手段に
一時的に蓄えてから、そのまま消費するだけであった
り、あるいは消費量や貯蔵量を越えて得られた分をエネ
ルギ供給路にそのまま送り返すだけであった。

【０００４】このため、太陽電池などのエネルギ取入手
段で大量のエネルギを取り入れているにも拘らず、エネ
ルギの買い入れ量が大きく減少しなかったり、あるいは
エネルギの売却による利益が多く得られないという問題
があった。本発明は、上記課題を解決して、エネルギを
取り扱うことによって得られる利益を最大にすることを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のエネルギ制御装
置は、エネルギの供給路からエネルギを買い入れるエネ
ルギ購入手段と、エネルギを外部から取り入れるエネル
ギ取入手段と、上記エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手
段と、上記エネルギを消費するエネルギ消費手段と、上
記エネルギを上記エネルギの供給路に送出するエネルギ
売却手段と、上記エネルギの消費状態を推定する消費状
態推定手段と、上記推定したエネルギの消費状態に基い
て、上記エネルギ貯蔵手段におけるエネルギ貯蔵量の増
加状態、又は上記エネルギ売却手段によるエネルギの送
出状態を調整するエネルギ需給調整手段とを備えること
を要旨とする。

【０００６】

【作用】本発明のエネルギ制御装置は、エネルギ購入手
段がエネルギの供給路からエネルギを買い入れ、エネル
ギ取入手段が外部からエネルギを取り入れる。又、エネ
ルギ貯蔵手段が、買い入れ、又は取り入れられたエネル
ギを貯蔵し、エネルギ消費手段が、買い入れ、取り入
れ、又は貯蔵されたエネルギを消費する。一方、エネル
ギ売却手段が取り入れられたエネルギ、又は貯蔵された
エネルギを、エネルギの供給路に送出する。

【０００７】一方、消費状態推定手段が、エネルギの消
費状態を推定し、エネルギ需給調整手段がこの推定結果
に基づいて、エネルギ貯蔵手段におけるエネルギ貯蔵量
の増加状態、又は上記エネルギ売却手段によるエネルギ
の送出状態を調整する。これにより、外部から取り入れ
たエネルギを、貯蔵するか、消費するか、あるいは売却
するかを、エネルギの消費状態に応じて制御することが
できる。したがって、エネルギの消費を、全て外部から
取り入れたもので賄ったり、あるいは外部から取り入れ
たエネルギを優先的に消費するとともに、余剰エネルギ
を売却することが可能になる。

【０００８】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。図１は住宅
エネルギ制御システム１の全体構成図である。住宅エネ
ルギ制御システム１は、引き込みメータユニット３と、
引き込み開閉器部５と、太陽電池ユニット７と、パワー
ユニット９と、空調機１１と、温水機１３と、制御装置
１５とを備えている。

【０００９】図２は引き込みメータユニット３の構成図
である。引き込みメータユニット３は、一次側端子３Ａ
が図１に示すように、住宅の引き込み口１７に接続さ
れ、二次側端子３Ｂが引き込み電磁開閉器１９に接続さ
れている。引き込みメータユニット３は、電圧センサ３
Ｃと、電流センサ３Ｄ、３Ｅと、電力量演算装置３Ｆ
と、表示装置３Ｇとを備えている。電力量演算装置３Ｆ
は、電圧センサ３Ｃと、電流センサ３Ｄ、３Ｅとの検出
値に基づいて、電力量を算出する。表示装置３Ｇは、表
示部３ＧＡ、３ＧＢ、３ＧＣ、３ＧＤを備え、第１〜第
４種電力量を表示する。第１種電力量は、昼間消費電力
量であり、第２種電力量は、夜間消費電力量であり、第
３種電力量は、昼間送電電力量であり、第４種電力量
は、夜間送電電力量である。

【００１０】引き込み開閉器部５は、図１に示すように
引き込み電磁開閉器１９と、電流センサ２１と、分岐開
閉器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄとを備えている。
分岐開閉器２３Ａには、空調機１１が接続されており、
分岐開閉器２３Ｂには、温水機１３が接続されている。
分岐開閉器２３Ｃ、２３Ｄには、図示しない屋内電灯回
線が接続されている。電流センサ２１は、引き込み開閉
器１９と、分岐開閉器２３Ａ〜Ｄとの間に介装されてお
り、制御装置１５に接続されている。

【００１１】引き込み電磁開閉器１９は、制御装置１５
からの信号によってオンオフされるものであって、これ
の二次側には、手元開閉器２５を介して、パワーユニッ
ト９が接続されている。太陽電池ユニット７は、電池パ
ネル７Ａと、パネル支持部７Ｂと、集電部７Ｃとを備え
ている。集電部７Ｃは、電池パネル７Ａの太陽電池素子
に接続されており、太陽電池素子が発電した電力を集電
して、パワーユニット９に送電する。

【００１２】図３はパワーユニット９の構成図である。
パワーユニット９は、太陽電池充電ユニット２７と、売
電充電ユニット２９と、蓄電池ユニット３１と、インバ
ータユニット３３と、入出力切替ユニット３５と、通信
インタフェース３７と、電圧センサ３９と、電流センサ
４１、４３、４５、４７と、端子部４９とを備えてい
る。

【００１３】端子部４９は、端子ＰＳ、ＰＯＡ、ＰＯ
Ｂ、ＰＯＴ、ＰＩＡ、ＰＩＢを備えている。端子ＰＳ
は、図１に示すように、制御装置１５に接続されてい
る。端子ＰＯＡ、ＰＯＢ、ＰＯＴは、手元開閉器２５に
接続されている。端子ＰＩＡ、ＰＩＢは、太陽電池ユニ
ット７に接続されている。

【００１４】太陽電池充電ユニット２７は、太陽電池接
続端子２７Ａと、出力端子２７Ｂとを備えている。太陽
電池接続端子２７Ａは、図３に示すように、端子ＰＩ
Ａ、ＰＩＢに接続されている。出力端子２７Ｂは、直流
幹線５１に接続されている。太陽電池充電ユニット２７
は、太陽電池接続端子２７Ａに加えられた電力の電圧を
調整して、蓄電池ユニット３１に充電電力を供給する。

【００１５】売電充電ユニット２９は、売電接続端子２
９Ａと、出力端子２９Ｂと、制御端子２９Ｃとを備えて
いる。売電接続端子２９Ａは、入出力切替ユニット３５
を介して端子ＰＯＡ、ＰＯＢ、ＰＯＴに接続されてい
る。出力端子２９Ｂは、直流幹線５１に接続されてい
る。制御端子２９Ｃは、通信インタフェース３７に接続
されている。売電充電ユニット２９は、制御端子２９Ｃ
に加えられた信号に応じて、充電量を制御する。

【００１６】蓄電池ユニット３１は、端子３１Ａと、開
閉器ユニット５３と、蓄電池３１Ｂとを備えている。開
閉器ユニット５３は、接点５３Ａと、操作部５３Ｂとを
備えている。端子３１Ａは、直流幹線５１と、開閉器ユ
ニット５３を介して蓄電池３１Ｂとに接続されている。

【００１７】インバータユニット３３は、入力端子３３
Ａと、出力端子３３Ｂと、制御端子３３Ｃとを備えてい
る。入力端子３３Ａは、直流幹線５１に接続されてい
る。出力端子３３Ｂは、入出力切替ユニット３５に接続
されている。制御端子３３Ｃは、通信インタフェース３
７に接続されている。インバータユニット３３は、入力
端子３３Ａに加えられた直流を交流電力に変換して、出
力端子３３Ｂに出力する。制御端子３３Ｃに加えられた
信号は、変換電力量を制御する。

【００１８】入出力切替ユニット３５は、切替スイッチ
３５Ａと、操作部３５Ｂと、端子３５Ｃ、３５Ｄ、３５
Ｅとを備えている。操作部３５Ｂは、通信インタフェー
ス３７に接続されている。端子３５Ｃは、端子ＰＯＡ、
ＰＯＢ、ＰＯＴに接続されている。端子３５Ｄは、売電
接続端子２９Ａに接続され、端子３５Ｅは、出力端子３
３Ｂに接続されている。切替スイッチ３５Ａは、端子３
５Ｃと端子３５Ｅとの間か、あるいは端子３５Ｃと端子
３５Ｄとの間を選択的に接続する。操作部３５Ｂは、切
替スイッチ３５Ａを切り換える。

【００１９】電圧センサ３９は、端子３１Ａ間に接続さ
れて蓄電池３１Ｂの端子電圧を検出し、電流センサ４１
は、蓄電池３１Ｂに入出力する電流を検出する。電流セ
ンサ４３は、売電充電ユニット２９の充電電流を検出
し、電流センサ４５は、太陽電池充電ユニット２７の充
電電流を検出し、電流センサ４７は、インバータユニッ
ト３３への供給電流を検出する。

【００２０】通信インタフェース３７は、シリアル側が
端子ＰＳと接続されており、パラレル側がパワーユニッ
ト９内の各部に接続されている。通信インタフェース３
７は、制御装置１５との間でデータ通信を実行する。図
４は空調機１１の構成図を示す。

【００２１】空調機１１は、ヒートポンプユニット６１
と、熱交換器ユニット６３、６５と、蓄熱槽ユニット６
７と、電磁開閉弁６９、７１、７３と、ポンプ７５、７
７と、電磁弁７９と、動力盤８１と、制御装置８３と、
冷媒管８５とを備えている。ヒートポンプユニット６１
は、冷却、又は加熱した冷媒を出力側６１Ａから吐出
し、返ってきた冷媒を入力側６１Ｂから吸入する。熱交
換器ユニット６３、６５は、入力側６３Ａ、６５Ａから
冷媒を吸い込んで、熱交換の後、出力側６３Ｂ、６５Ｂ
に吐出する。

【００２２】蓄熱槽ユニット６７は、入力側６７Ａから
冷媒を吸入して、蓄熱媒体との間で熱交換の後、出力側
６７Ｂに吐出する。冷媒管８５は、ヒートポンプユニッ
ト６１の出力側６１Ａと、電磁弁７９のポート７９Ａ、
熱交換器ユニット６３、６５の入力側６３Ａ、６５Ａと
の間を接続するとともに、ヒートポンプユニット６１の
入力側６１Ｂと、電磁弁７９のポート７９Ｂ、熱交換器
ユニット６３、６５の出力側６３Ｂ、６５Ｂとの間を接
続する。又、冷媒管８５は、電磁弁７９のポート７９Ｃ
と、蓄熱槽ユニット６７の入力側６７Ａとの間を接続す
るとともに、電磁弁７９のポート７９Ｄと、蓄熱槽ユニ
ット６７の出力側６７Ｂとを接続する。冷媒管８５は、
二分岐部８５Ａを有している。

【００２３】電磁開閉弁６９は、ヒートポンプユニット
６１の出力側６１Ａと二分岐部８５Ａとの間に介装され
ている。電磁開閉弁７３は、二分岐部８５Ａとポート７
９Ａとの間に介装されている。電磁弁７１は、二分岐部
と入力側６３Ａ、６５Ａとの間に介装されている。

【００２４】ポンプ７５は、二分岐部８５と電磁弁７１
との間に介装されている。ポンプ７７は、電磁弁７９の
ポート７９Ｃと入力側６７Ａとの間に介装されている。
動力盤８１は、ポンプ７５、７７に接続されており、こ
れらに電力を供給する。

【００２５】制御装置８３は、熱交換ユニット６３、６
５と、電磁開閉弁６９、７１、７３と、電磁弁７９とに
接続されている。空調機１１は、表１に示すように各部
が動作されて、通常冷房モード、冷熱蓄熱モード、蓄熱
冷房モード、放熱冷房モード、通常暖房モード、蓄熱モ
ード、蓄熱暖房モード、放熱暖房モードの運転が行われ
る。

【００２６】

【表１】

【００２７】通常冷房モード、および通常暖房モード
は、ヒートポンプユニット６１と、熱交換器ユニット６
３、６５とで運転されるものである。冷熱蓄熱モード、
および蓄熱モードは、ヒートポンプユニット６１によっ
て作成した冷熱、又は熱を蓄熱槽ユニット６７に蓄える
ものである。

【００２８】蓄熱冷房モード、および蓄熱暖房モード
は、ヒートポンプユニット６１によって作成した冷熱、
又は熱を、蓄熱槽ユニット６７と、熱交換器ユニット６
３、６５とに供給するものである。放熱冷房モード、お
よび放熱暖房モードは、蓄熱槽ユニット６７に蓄えられ
ている冷熱、又は熱を、熱交換器ユニット６３、６５に
供給するものである。

【００２９】図５は温水機１３の構成図である。温水機
１３は、温水タンク９１と、ヒータ９３と、電磁弁９
５、９６と、温度センサ９７と、水量センサ９９と、制
御装置１０１と、給水管１０３と、送水管１０５とを備
えている。

【００３０】ヒータ９３は、温水タンク９１内に配設さ
れており、制御装置１０１に接続されている。電磁弁９
５は、給水管１０３に取り付けられており、制御装置１
０１に接続されている。

【００３１】温度センサ９７は、温水タンク９１内に取
り付けられ、制御装置１０１に接続されている。水量セ
ンサ９９は、温水タンク９１内に取り付けられ、制御装
置１０１に接続されている。

【００３２】電磁弁９６は、送水管１０５に取り付けら
れており、制御装置１０１に接続されている。図６は、
制御装置１０１の構成図である。制御装置１０１は、Ｃ
ＰＵ１１１と、入力インタフェース１１３と、出力イン
タフェース１１５と、通信インタフェース１１７と、電
流制御回路１１９と、漏電ブレーカ１２１とを備えてい
る。

【００３３】ＣＰＵ１１１は、入力インタフェース１１
３と、出力インタフェース１１５と、通信インタフェー
ス１１７とに接続されている。ＣＰＵ１１１は、周知の
ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるワンチップマイクロコンピ
ュータ構成である。入力インタフェース１１３は、温度
センサ９７と、水量センサ９９とに接続されており、温
度センサ９７から温度信号を入力し、水量センサ９９か
ら水量信号を入力する。出力インタフェース１１５は、
電磁弁９５、９６に接続されており、それぞれの開度を
指令する信号を出力する。

【００３４】通信インタフェース１１７は、制御装置１
５に接続されている。電流制御回路１１９は、引き込み
開閉器部５と、漏電ブレーカ１２１とに接続されてお
り、出力インタフェース１１５からの信号に基づいて、
引き込み開閉器部５から供給された単相交流電力の波形
制御を行って、漏電ブレーカ１２１に供給する。

【００３５】温水機１３は、制御装置１５からの信号に
基づいて、電磁弁９５、９６の開度を調整するととも
に、温水タンク９１内の水温を制御する。図７は、温水
機制御の基本フローチャートである。温水機制御は、図
６に示すＣＰＵ１１１によって、繰り返し実行される。
温水機制御では、先ず給水管制御が所定時間毎に起動さ
れる（ステップ１０００、以下ステップを単にＳとのみ
記す。）。次いで、送水管制御が所定時間毎に起動され
る（Ｓ１１００）。次に、通電量制御が所定時間毎に起
動される（Ｓ１２００）。これらは全て時間割り込み処
理される。

【００３６】図８は、給水管制御処理のフローチャート
を示す。給水管制御が起動されると、先ず指示水温の入
力が実行される（Ｓ１３００）。指示水温は、制御装置
１５から指示される。次いで、水温の入力を行う（Ｓ１
３１０）。水温の入力は、温度センサ９７によって行
う。これにより、温水タンク９１内の温度が入力され
る。次に、水温が指示水温に達しているかを判断する
（Ｓ１３２０）。既に指示水温に達していれば、本ルー
チンを一旦終了し、まだ指示水温に達していなければ、
次に指示水量の入力（Ｓ１３３０）、水量の入力（Ｓ１
３４０）を実行する。指示水量の入力は、通信インタフ
ェース１１７を介して制御装置１５より行われる。水量
は、水量センサ９９より入力される。

【００３７】次に、水量が指示水量に達したか否かを判
断し（Ｓ１３５０）、達していればそのまま本ルーチン
を一旦終了し、達していなければ次に電磁弁を所定時間
「開」を実行する（Ｓ１３６０）。ここでは、電磁弁９
５を所定時間開側に制御する。所定時間としては、図７
のルーチンの周回時間の数倍程度を設定する。

【００３８】電磁弁９５を開制御した後、本ルーチンの
始めに処理を移行する。本給水管制御処理により、温水
タンク９１内に、指示水温で、かつ指示水量の温水を、
満たすことができる。図９は、送水管制御処理ルーチン
のフローチャートである。

【００３９】先ず、指示送水量の入力（Ｓ１４００）、
水量の入力（Ｓ１４１０）、送水量の算出（Ｓ１４２
０）が順次実行される。指示送水量は、制御装置１５か
ら入力される。ここでは、温水タンク９１の満水量から
所望の残存水量を引いた値が指示送水量とされる。水量
は、残存水量を示す値であって、水量センサ９９からそ
の値が入力される。送水量の算出は、水量に基づいて行
われる。ここでは、温水タンク９１の満水量から残存水
量を引いた量が送水量とみなされる。

【００４０】次に、送水量が指示送水量に達したかが判
断される（Ｓ１４３０）。送水量が指示送水量に達して
いれば、本ルーチンを一旦終了し、達していなければ電
磁弁を所定時間「開」を実行する（Ｓ１４４０）。つま
り、送水可能で有れば、電磁弁９６を所定時間開側に制
御する。

【００４１】これにより、温水機１３からの送水量を制
御装置１５によって、制御することができる。図１０は
通電量制御処理ルーチンのフローチャートである。先
ず、指示通電量の入力（Ｓ１５００）、指示水温の入力
（Ｓ１５１０）、水温の入力（Ｓ１５２０）を順次行な
う。指示通電量は、ヒータ９３に供給される電源の通電
時間のパーセントを示す値であって、制御装置１５から
入力される。

【００４２】指示水温は、温水タンク９１内の湯温を指
示する値であって、制御装置１５から入力される。水温
は、温度センサ９７から入力する。次に、水温が指示水
温に達したかが判断される（Ｓ１５３０）。水温が指示
水温に達していれば、そのまま本ルーチンを一旦終了
し、達していなければ指示通電量で所定時間通電する処
理を実行する（Ｓ１５４０）。ここでは、電流制御回路
１１９に、指示通電量と通電時間とを指令する信号を出
力する。

【００４３】通電の実行後、本ルーチンの始めに戻る。
本通電量制御処理ルーチンにより、引き込み開閉器部５
からヒータ９３に流される電流を制御装置１５によっ
て、所望の状態に制御することができる。図１１は、制
御装置１５の構成図である。

【００４４】制御装置１５は、入力インタフェース１３
１と、ＣＰＵ１３３と、ＲＯＭ１３５と、ＲＡＭ１３７
と、出力インタフェース１３９と、通信インタフェース
１４１と、キーボード１４３と、ディスプレイ１４５
と、外部記憶装置１４７と、日射予測装置１５１とを備
えている。日射予測装置１５１は、入力インタフェース
１３１に接続されており、測定地点の地域的特徴と、気
圧の変化状態とからこれからの天候の状態を判断し、翌
日の日射量を推定して、ＣＰＵ１３３に日射予測を出力
する装置である。

【００４５】次に、制御装置１５によって実行される処
理を説明する。図１２に示す発電量学習処理ルーチン
は、ＣＰＵ１３３によって、所定時間毎に実行される。
発電量学習処理ルーチンが起動されると、先ず発電電流
値の入力処理が実行される（Ｓ２０００）。発電電流値
の入力処理は、電流センサ４３の出力信号を通信インタ
フェース１４１を介して入力することにより行われる。

【００４６】次いで、発電電力量の算出を行なう（Ｓ２
１００）。発電電力量の算出は、入力した発電電流値を
積算した値に所定定数を掛けることにより行われる。次
に、平均発電量を算出する時間かを判断し（Ｓ２１０
５）、算出時間でなければそのまま本ルーチンを一旦終
了し、算出時間で有れば、前日の平均発電量の読み込み
を行う（Ｓ２１１０）。平均発電量の算出時間か否か
は、夜間の所定の時間になったか否かによって、判断さ
れる。前日の平均発電量は、ＲＡＭ１３７から入力す
る。

【００４７】前日の平均発電量を読み込んで後、次にこ
れを本日の発電電力量で補正して平均発電量を算出する
（Ｓ２１２０）。本日の発電電力量は、後述する。これ
は、前日までの平均発電量と、本日の発電量との加重平
均を行う処理である。平均発電量を算出後、これをＲＡ
Ｍ１３７に格納して（Ｓ２１３０）、本ルーチンを一旦
終了する。

【００４８】図１３の発電量予測処理ルーチンは、図１
２のＳ２１３０の平均発電量が格納されて後、起動され
る。まず、平均発電量の読み込みを行う（Ｓ２２０
０）。平均発電量は、Ｓ２１３０によって、ＲＡＭ１３
７に格納された値が読み込まれ、用いられる。次いで、
日射予測の読み込みを行う（Ｓ２２１０）。日射予測
は、日射予測装置１５１から入力する。

【００４９】次いで、平均発電量の日射補正を行って
（Ｓ２２２０）、この日射補正発電量をＲＡＭ１３７に
格納する（Ｓ２２３０）。平均発電量の日射補正は、翌
日の発電量の推定精度を向上させるためである。図１４
は、消費量学習処理ルーチンのフローチャートである。

【００５０】消費量学習処理ルーチンは、ＣＰＵ１３３
によって所定時間毎に起動される。まず、消費電流値の
入力が行われる（Ｓ２３００）。消費電流値は、電流セ
ンサ２１の指示値を入力インタフェース１３１を介して
入力することにより行われる。消費電流値の入力後、次
に時間毎の消費電力量の算出を行う（Ｓ２３１０）。次
いで、前週の同曜日の時間毎の平均消費電力量の読み込
みを行う（Ｓ２３２０）。前週の時間毎の平均消費電力
量は、ＲＡＭ１３７から入力する。

【００５１】次に、前週の時間毎の平均消費電力量を本
日の消費電力量で補正して本日の時間毎の平均消費電力
量を算出し（Ｓ２３３０）、求めた平均消費電力量をＲ
ＡＭ１３７の本日の曜日のエリアに格納する（Ｓ２３４
０）。本消費量学習ルーチンにより、曜日毎で、かつ毎
時間毎の平均電力消費量がＲＡＭ１３７にテーブルとし
て作成される。

【００５２】図１５は、制御モード判断処理ルーチンの
フローチャートである。制御モード判断処理は、ＣＰＵ
１３３によって、所定時間毎に起動される。まず、買電
有りか否かを判断する（Ｓ２４００）。買電有りの判断
は、キーボード１４３から予め買電有りであると入力さ
れているか否かで判断される。ここで、買電とは、電力
会社が電力を買い上げてくれることを言う。

【００５３】買電有りと判断された場合には、次に利益
有りか否かを判断する（Ｓ２４１０）。利益有りとの判
断は、キーボード１４３から予め利益があると入力され
ている場合に行われる。ここで、利益有りとは、電力会
社から夜間に受電して、昼間に送電した場合に、差益が
得られる場合を示す。差益が得られるか否かは、電力料
金や、変換効率に基づいて判断が行われる。

【００５４】利益が有りと判断された場合には、フル充
電フル送電モードを実行する（Ｓ２４２０）。フル充電
フル送電モードの内容、及び以後の他のモードの詳細に
関しては、後述する。一方、利益がないと判断した場合
には、次に昼間余分送電モードを実行する（Ｓ２４２
５）。

【００５５】Ｓ２４００における買電有りか否かの判断
で、買電がないと判断された場合には、次に発電量が使
用量より大きいか否かを判断する（Ｓ２４３０）。ここ
で、使用量が発電量以上であると判断されれば、次に不
足分充電モードを実行する（Ｓ２４４０）。

【００５６】一方、発電量が使用量より大きいと判断さ
れれば、次に蓄電蓄熱モードを実行する（Ｓ２４５
０）。図１６はフル充電フル送電モード制御処理のフロ
ーチャート、図１７は、電力料金の説明図である。図１
６に示す処理は、Ｓ２４２０の処理内容を示す。まず、
夜間蓄電池にフル充電する（Ｓ２５００）。ここでの夜
間とは、図１７の価格Ａ１のときである。この価格Ａ１
は、最安価な受電価格である。

【００５７】充電は、売電充電ユニット２９と、入出力
切替ユニット３５と、開閉器ユニット５３とを操作して
行う。フル充電状態かの判断は、電圧センサ３９と、電
流センサ４１との出力値に基づき、図示しない充電状態
算出ルーチンによって、行われる。

【００５８】又、フル充電を行うとともに、夜間蓄熱を
行う（Ｓ２５１０）。蓄熱は、空調機１１による蓄熱
と、温水機１３による蓄熱とを行う。次いで、送電スケ
ジュールを作成する（Ｓ２５２０）。送電スケジュール
の作成では、まず受電価格が高価になる時間帯（ここで
は、図１７の価格Ａ２の時間帯）において消費される電
力量をＳ２３４０に基づいて算出する。次いで、蓄電池
ユニット３１に蓄えられている電力を、受電価格が高価
になる時間帯に当てはめる。このときに、蓄電池ユニッ
ト３１に蓄えられている電力量が消費電力量より大きけ
れば、この余剰電力を送電価格が高価になる時間帯（こ
こでは図１７の価格Ｂ３の時間帯）に送電する計画をス
ケジュールに組み込む。又、太陽電池ユニット７から得
られた電力は、消費する量以外は、送電するスケジュー
ルを組み込む。つまり、発電によって得た電力は、消費
に充当した残りを送電する。

【００５９】次に、送電スケジュールにしたがって、送
電を行う（Ｓ２５３０）。送電は、パワーユニット９に
よって実行する。以上のフル充電フル送電モード制御に
より、受電電力料金が最も安価な夜間に電力を受電し、
この電力を受電電力料金が高価な時間帯に消費するとと
もに、送電して利ざやを得ることができる。しかも、太
陽光によって発電した電力を消費するとともに、余剰電
力を売却することができる。

【００６０】図１８は、昼間余分送電モード制御のフロ
ーチャートである。図１８は、Ｓ２４２５の処理内容を
示す。まず発電電力の余分を蓄電蓄熱し（Ｓ２６０
０）、これを蓄電蓄熱がフル状態になるまで続ける（Ｓ
２６１０）。つまり、消費するとともに、消費量を越え
て発電された電力を蓄電池ユニット３１に蓄えるととも
に、空調機１１と温水機１３とを作動させてこれらによ
る蓄熱を行なう。

【００６１】蓄電蓄熱がフル状態になった場合には、次
に発電電力の余分を送電する（Ｓ２６２０）。以上の昼
間余分送電モード制御により、発電によって得られた電
力の中から余剰分を売却することができる。

【００６２】図１９は、蓄電蓄熱モード制御のフローチ
ャートである。この処理は、Ｓ２４５０の内容を示す。
まず、太陽電池の出力を全て充電するとともに（Ｓ２７
００）、受電を中止する（Ｓ２７１０）。つまり、受電
をやめて、太陽電池ユニット７による発電電力を消費す
るとともに、余剰分を蓄電する。

【００６３】次いで、蓄電池がフル充電状態か否かを判
断し（Ｓ２７２０）、フル充電状態で有れば余分を蓄熱
する（Ｓ２７３０）。一方、蓄電池がフル充電状態でな
いと判断された場合には、次に蓄電池が放電完了か否か
を判断する（Ｓ２７４０）。ここで、蓄電池が放電完了
でないと判断されれば、本ルーチンの始めに処理を移行
し、蓄電池の放電が完了で有れば、受電を行う（Ｓ２７
５０）。つまり、蓄電池ユニット３１の放電が完了し
て、消費に回すことができなくなったときには、受電を
行なって、これを消費する。

【００６４】以上の蓄電蓄熱モードにより、太陽電池ユ
ニット７によって太陽光から得た電力を優先的に消費
し、受電電力量の増大を可能な限り避けることができ
る。図２０は、不足分充電モード制御のフローチャート
である。この処理は、Ｓ２４４０の内容を示す。まず、
翌日の不足電力量を算出する（Ｓ２８００）。翌日の不
足電力量の算出は、Ｓ２２３０に基づいて算出した翌日
の発電量から、Ｓ２３４０に基づいて算出した翌日の消
費量を差し引いて求める。

【００６５】次いで、不足電力量に対応する電力を夜間
に蓄電池に充電する（Ｓ２８１０）。次に、夜間蓄熱の
有無を判断する（Ｓ２８２０）。夜間に蓄熱するか否か
は、キーボード１４３から予め入力されれている指示
と、翌日の不足電力量とに基づいて判断が行われる。例
えば、翌日冷暖房の使用予定や給湯予定がある場合で、
しかも不足電力量が所定以上である場合、又は発電量が
少ない早朝や、朝に冷暖房や給湯を行なう必要がある場
合に、夜間蓄熱が必要であるとの判断が行われる。

【００６６】ここで、夜間蓄熱を行わないと判断した場
合には、夜間蓄熱を行わない場合の放電スケジュールを
作成する（Ｓ２８３０）。放電スケジュールは、まず翌
日の発電状態と、蓄電電力量と、消費状態とに基づいて
作成する。ここでは、受電料金が高価格となる図１７の
価格Ａ２の時間帯に、受電量が最小になるスケジュール
を作成する。例えば、価格Ａ２の時間中において、発電
量が不足する間は、蓄電した電力を消費し、発電量の増
大にともなって、発電電力が優先的に消費されるものと
する。ここで、発電電力の大きさが消費電力の大きさを
上回った場合には、まず余剰分を蓄電力に回し、蓄電力
量がフル充電状態になれば、蓄熱を行う。

【００６７】一方、夜間蓄熱を行うと判断した場合は、
夜間の受電価格が安価となる時間帯に空調機１１による
蓄熱と、温水機１３による蓄熱とを行って（Ｓ２８４
０）、次に放電放熱スケジュールを作成する（Ｓ２８５
０）。空調機１１と、温水機１３による蓄熱は、翌日の
推定熱消費量に基づいて実行する。翌日の推定熱消費量
は、翌日の消費予定と、今までの熱消費量の学習値など
を参照して算出する。

【００６８】放電放熱スケジュールは、翌日の発電量
と、電力消費量、及び熱消費量との予測に基づいて、作
成する。例えば、受電価格が安価な価格Ａ１の時間帯
は、受電した電力を消費する。受電価格が高価な価格Ａ
２の時間帯は、蓄電、蓄熱、及び発電電力を優先的に消
費する。

【００６９】放電放熱スケジュールを作成した後は、放
熱スケジュールにしたがって放熱する（Ｓ２８６０）。
Ｓ２８３０、又はＳ２８６０の後、放電スケジュールに
したがって放電を行う（Ｓ２８７０）。

【００７０】以上の不足分充電モードにより、翌日不足
する電力量、及び熱量だけ夜間に蓄え翌日消費すること
ができる。しかも消費に当たっては、発電電力を優先的
に消費し、次いで蓄電電力を消費し、受電を最小限に抑
える。以上の本実施例は、太陽電池によって発電した電
力を最も有効に活用して、利益を得ることができるとと
もに、時間帯別料金制度、及び電力の買電制度を利用し
て、最大限の利益を得ることができる。

【００７１】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の態
様の実施が可能である。例えば、発電方法は、太陽電池
によるものに限定されるものでなく、風力発電などのい
かなる手段を採用しても良い。又、蓄熱方法もどのよう
なものであっても良い。

【００７２】

【発明の効果】本発明のエネルギ制御装置は、外部から
取り入れたエネルギを、貯蔵するか、消費するか、ある
いは売却するかを、エネルギの消費状態に応じて制御す
ることができる。したがって、消費するエネルギの全て
を、外部から取り入れたエネルギで賄ったり、あるいは
可能な限り外部から取り入れたエネルギを優先的に消費
するとともに、余剰エネルギを売却して利益を得ること
が可能になる。

【００７３】この結果、外部から取り入れたり、購入し
たエネルギが最大の利益を発生するという極めて優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】住宅エネルギ制御システム１の全体構成図であ
る。

【図２】引き込みメータユニット３の構成図である。

【図３】パワーユニット９の構成図である。

【図４】空調機１１の構成図である。

【図５】温水機１３の構成図である。

【図６】制御装置１０１の構成図である。

【図７】温水機制御処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図８】給水管制御処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図９】送水管制御処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１０】通電量制御処理ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１１】制御装置１５の構成図である。

【図１２】発電量学習処理ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１３】発電量予測処理ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１４】消費量学習処理ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１５】制御モード判断処理ルーチンのフローチャー
トである。

【図１６】フル充電フル送電モード制御処理ルーチンの
フローチャートである。

【図１７】料金の説明図である。

【図１８】昼間余分送電モード制御処理ルーチンのフロ
ーチャートである。

【図１９】蓄電蓄熱モード処理ルーチンのフローチャー
トである。

【図２０】不足分充電モード処理ルーチンのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１…住宅エネルギ制御システム、３…引き込みメータユ
ニット、３Ａ…一次側端子、３Ｂ…二次側端子、３Ｃ…
電圧センサ、３Ｄ…電流センサ、３Ｆ…電力量演算装
置、３Ｇ…表示装置、３ＧＡ…表示部、５…引き込み開
閉器部、７…太陽電池ユニット、７Ａ…電池パネル、７
Ｂ…パネル支持部、７Ｃ…集電部、９…パワーユニッ
ト、１１…空調機、１３…温水機、１５…制御装置、１
７…引き込み口、１９…引き込み電磁開閉器、２１…電
流センサ、２３Ａ…分岐開閉器、２３Ｂ…分岐開閉器、
２３Ｃ…分岐開閉器、２５…手元開閉器、２７…太陽電
池充電ユニット、２７Ａ…太陽電池接続端子、２７Ｂ…
出力端子、２９…売電充電ユニット、２９Ａ…売電接続
端子、２９Ｂ…出力端子、２９Ｃ…制御端子、３１…蓄
電池ユニット、３１Ａ…端子、３１Ｂ…蓄電池、３３…
インバータユニット、３３Ａ…入力端子、３３Ｂ…出力
端子、３３Ｃ…制御端子、３５…入出力切替ユニット、
３５Ａ…切替スイッチ、３５Ｂ…操作部、３５Ｃ…端
子、３５Ｄ…端子、３５Ｅ…端子、３７…通信インタフ
ェース、３９…電圧センサ、４１…電流センサ、４３…
電流センサ、４５…電流センサ、４７…電流センサ、４
９…端子部、５１…直流幹線、５３…開閉器ユニット、
５３Ａ…接点、５３Ｂ…操作部、６１…ヒートポンプユ
ニット、６１Ａ…出力側、６１Ｂ…入力側、６３…熱交
換器ユニット、６３Ａ…入力側、６３Ｂ…出力側、６７
…蓄熱槽ユニット、６７Ａ…入力側、６７Ｂ…出力側、
６９…電磁開閉弁、７１…電磁弁、７３…電磁開閉弁、
７５…ポンプ、７７…ポンプ、７９…電磁弁、７９Ａ…
ポート、７９Ｂ…ポート、７９Ｃ…ポート、７９Ｄ…ポ
ート、８１…動力盤、８３…制御装置、８５…二分岐
部、８５…冷媒管、８５Ａ…二分岐部、９１…温水タン
ク、９３…ヒータ、９５…電磁弁、９６…電磁弁、９７
…温度センサ、９９…水量センサ、１０１…制御装置、
１０３…給水管、１０５…送水管、１１３…入力インタ
フェース、１１５…出力インタフェース、１１７…通信
インタフェース、１１９…電流制御回路、１２１…漏電
ブレーカ、１３１…入力インタフェース、１３９…出力
インタフェース、１４１…通信インタフェース、１４３
…キーボード、１４５…ディスプレイ、１４７…外部記
憶装置、１５１…日射予測装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エネルギの供給路からエネルギを買い入
れるエネルギ購入手段と、エネルギを外部から取り入れるエネルギ取入手段と、上記エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、上記エネルギを消費するエネルギ消費手段と、上記エネルギを上記エネルギの供給路に送出するエネル
ギ売却手段と、上記エネルギの消費状態を推定する消費状態推定手段
と、上記推定したエネルギの消費状態に基いて、上記エネル
ギ貯蔵手段におけるエネルギ貯蔵量の増加状態、又は上
記エネルギ売却手段によるエネルギの送出状態を調整す
るエネルギ需給調整手段とを備えるエネルギ制御装置。