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公開番号2021005955
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210114
出願番号2019118764
出願日20190626
発明の名称制御装置、制御方法、制御プログラム、および記録媒体
出願人シャープ株式会社
代理人特許業務法人HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H02J 3/38 20060101AFI20201211BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】より自立可能時間を延ばすことができる制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置(1)は、エネルギーシステムが自立運転を行っているかを判定する自立運転判定部(101)と、自立運転を行っている場合、かつ、太陽光発電装置(2)による発電電力が予め設定された動作必須機器(7a)の消費電力を上回っている場合、前記動作必須機器を動作させる動作必須機器制御部(107)と、前記発電装置による発電電力のうち前記動作必須機器の消費電力を上回る電力を蓄電池(3)に充電させる蓄電池制御部(109)と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
自然エネルギーを利用して発電する発電装置、および蓄電池を含み、外部から電力供給を受けるエネルギーシステムを制御する制御装置であって、
プロセッサを備え、
前記プロセッサは、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っているかを判定し、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っている場合、かつ、前記発電装置による発電電力が予め設定された動作必須機器の消費電力を上回っている場合、前記動作必須機器を動作させ、
前記発電装置による発電電力のうち前記動作必須機器の消費電力を上回る電力を前記蓄電池に充電させることを特徴とする、制御装置。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記プロセッサは、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っている場合、かつ、前記発電装置による発電電力が前記動作必須機器の消費電力を上回っていない場合、前記動作必須機器以外の機器の電源をOFFにすることを特徴とする、請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記プロセッサは、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っている場合、かつ、前記発電装置による発電電力が前記動作必須機器の消費電力を上回っていない場合、前記蓄電池を放電させて、前記動作必須機器を動作させることを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記プロセッサは、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っている場合、かつ、前記発電装置による発電電力が前記動作必須機器の消費電力を上回っている場合、かつ、前記蓄電池が満充電となっている場合、前記動作必須機器以外の機器を動作させることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記プロセッサは、前記エネルギーシステムにより給電可能な機器のうち、ユーザによって設定された機器を前記動作必須機器として取り扱う、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項6】
自然エネルギーを利用して発電する発電装置、および蓄電池を含み、外部から電力供給を受けるエネルギーシステムを制御する制御装置の制御方法であって、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っているかを判定し、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っている場合、かつ、前記発電装置による発電電力が予め設定された動作必須機器の消費電力を上回っている場合、前記動作必須機器を動作させ、
前記発電装置による発電電力のうち前記動作必須機器の消費電力を上回る電力を前記蓄電池に充電させることを特徴とする、制御方法。
【請求項7】
自然エネルギーを利用して発電する発電装置、および蓄電池を含み、外部から電力供給を受けるエネルギーシステムを制御する制御装置の制御プログラムであって、
前記制御装置が備えるプロセッサに、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っているかを判定し、
前記エネルギーシステムが自立運転を行っている場合、かつ、前記発電装置による発電電力が予め設定された動作必須機器の消費電力を上回っている場合、前記動作必須機器を動作させ、
前記発電装置による発電電力のうち前記動作必須機器の消費電力を上回る電力を前記蓄電池に充電させる処理を実行させる、ことを特徴とする制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、自立運転時の蓄電池の充放電を管理する制御装置、制御方法、制御プログラム、および記録媒体に関する。
続きを表示(約 5,000 文字)【背景技術】
【0002】
停電時等における太陽光による家庭用発電システムや蓄電池の自立運転が、従来技術として知られている。近年、地震等の災害時に、大規模な停電が長期にわたって発生するという事態が生じている。このような状況下においては、家庭用発電システムおよび蓄電池から供給される電力を用いて家庭内機器へ電力を供給する自立運転が行われる。そして、自立運転時に、自立運転が可能な時間(以後、自立可能時間という)をできるだけ長く延ばすことが望まれている。
【0003】
下記の特許文献1には、自立運転時に、家電機器の機能等を制限し、ユーザに自立可能時間を延ばすためのアドバイスを行う、エネルギーマネジメントシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2014−183699号公報(2014年9月29日公開)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1の技術は、自立運転時に、すべての家電機器について一様に機能等の制限をし、ユーザに自立可能時間を延ばすためのアドバイスをするにとどまり、未だ、自立可能時間を延ばす余地がある。
【0006】
本発明の一態様は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、より自立可能時間を延ばすことができる制御装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置、および蓄電池を含み、外部から電力供給を受けるエネルギーシステムを制御する制御装置であって、プロセッサを含み、前記プロセッサは、前記エネルギーシステムが自立運転を行っているかを判定し、前記エネルギーシステムが自立運転を行っている場合、かつ、前記発電装置による発電電力が予め設定された動作必須機器の消費電力を上回っている場合、前記動作必須機器を動作させ、前記発電装置による発電電力のうち前記動作必須機器の消費電力を上回る電力を前記蓄電池に充電させる。
【0008】
また、本発明の一態様に係る制御方法は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置、および蓄電池を含み、外部から電力供給を受けるエネルギーシステムを制御する制御装置の制御方法であって、前記エネルギーシステムが自立運転を行っているかを判定し、前記エネルギーシステムが自立運転を行っている場合、かつ、前記発電装置による発電電力が予め設定された動作必須機器の消費電力を上回っている場合、前記動作必須機器を動作させ、前記発電装置による発電電力のうち前記動作必須機器の消費電力を上回る電力を前記蓄電池に充電させる。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、より自立可能時間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本発明の実施形態に係る制御装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成の一例を示す図である。
上記制御装置が実行する処理の一例の前半を示すフローチャートである。
上記制御装置が実行する処理の一例の後半を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
〔実施形態1〕
<全体構成>
以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。
【0012】
近年、太陽光等の自然エネルギーを利用して発電する太陽光発電装置、および蓄電池を含むエネルギーシステムを備える住宅が増加している。また、このような住宅において、HEMS(Home Energy Management System)による家庭用エネルギーの管理が導入されている。HEMSは、例えば、家電機器や電力設備機器等に備えたセンサから、当該機器の電力の使用状況および発電状況等を把握し、省エネや、電気代の節約等を目的として、当該機器の制御を行う。本発明の実施形態に係るエネルギーシステムも、例えば、HEMSによって管理されるエネルギーシステムに関するものである。本発明の実施形態に係るエネルギーシステムは、停電時の非常用電源の確保等を目的として、家電機器や電力設備機器等の制御を行う。
【0013】
図2に基づいて、本発明の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成の一例を説明する。図2は、本発明の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成の一例を示す図である。構成要素同士を結ぶ実線は、電力供給の方向を示す。構成要素同士を結ぶ破線は、通信関係を示す。
【0014】
本実施形態に係るエネルギーシステムは、制御装置1と、太陽光発電装置2と、蓄電池3と、PCS(Power Conditioning System:パワーコンディショナ)4とを含んで構成される。
【0015】
制御装置1は、ルータ(図示せず)を介して、PCS4、および家電機器7等と、有線または無線により接続されており、制御装置1は、これらの装置や機器を制御する。制御装置1による制御の詳細については、図1に基づいて後述する。
【0016】
太陽光発電装置2は、太陽光を利用して発電する発電装置であり、PCS4を介して各家電機器7等に電力を供給することができる。
【0017】
蓄電池3は、太陽光発電装置2によって発電された電力、または外部の電力網8から供給される電力を蓄えることができる装置であり、PCS4を介して充放電を行う。蓄電池3は、放電により各家電機器7等に電力を供給することができる。
【0018】
PCS4は、太陽光発電装置2によって発電された電力や、蓄電池3から放電された電力を、直流から交流に変換し、安定した出力に整えて分電盤5へ送る。また、太陽光発電装置2によって発電された電力、または外部の電力網8から供給される電力を蓄電池3へ送り、蓄電池3を充電する。なお、PCS4は、モニタおよび、ボタンやタッチパネル等のUIを有していてもよい。また、本実施形態に係るPCS4は、停電時においても、蓄電池3に充電された電力、または太陽光発電装置2によって発電された電力を使用することができる、自立運転機能を備えている。また、本実施形態に係るPCS4は、発電、充放電の瞬時電力や積算電力量や充放電状態に関する値を記憶する。これらの値はPCS4の外部から取得可能である。より具体的には、PCS4は、後述する制御装置1など外部の機器からの問合せに応答して、発電、充放電の瞬時電力や積算電力量や充放電状態に関する値を送信する。
【0019】
分電盤5は、PCS4により交流に変換された電力を、制御装置1、家電機器7(動作必須機器7a、その他の機器7b)等に供給する。また、分電盤5には、通常、電力会社の電力網8から送電される電力も供給される。図2においては、停電のため、電力網8と分電盤5との接続は分断されており、分電盤5には、電力網8からの電力は供給されていない状態を示している。
【0020】
家電機器7は、動作必須機器7aと、動作必須機器7aに含まれないその他の機器7b(動作必須機器以外の機器)とに分類される。動作必須機器7aの識別情報は、制御装置1の動作必須機器記憶部111(図1)に保存され、その他の機器7bの識別情報は、その他の機器記憶部112(図1)に保存される。家電機器7は、破線に示すように、制御装置1と通信可能に接続されている。
【0021】
ここで、動作必須機器7aとは、エネルギーシステムにより給電可能な機器のうち、自立運転時において、動作させる必要のある家電機器7のことである。動作必須機器7aは、その他の機器7bよりも優先して電力を供給される。動作必須機器7aには、例えば、冷蔵庫、医療用機器、エアコン、給湯機器、EV(Electric Vehicle:電気自動車)が含まれる。その他の機器7bとは、エネルギーシステムにより給電可能な機器のうち、動作必須機器7aとして設定されていない家電機器7のことである。
【0022】
<制御装置>
制御装置1の構成を、図1に基づいて詳細に説明する。図1は、制御装置1の構成の一例を示すブロック図である。
【0023】
制御装置1は、制御装置1の各部を統括して制御する制御部10(プロセッサ)、制御装置1が使用する各種データを記憶する記憶部11、入力操作を受け付ける入力部12、および情報を出力するための出力部13を備えている。
【0024】
制御部10には、自立運転判定部101、運転モード切換部102、比較部103、発電装置状態判定部104、蓄電池状態判定部105、動作必須機器制御部107、その他の機器制御部108および蓄電池制御部109が含まれる。また、記憶部11は、動作必須機器記憶部111、その他の機器記憶部112、および動作必須機器電力記憶部113を含む。
【0025】
動作必須機器7aは、ユーザにより予め設定され、機器の識別情報が動作必須機器記憶部111に保存される。ユーザは各々の必要性に応じて、例えば、透析機器などの医療用機器、食糧を衛生的に保存することが可能な冷蔵庫、温度変化に弱いペットや弱者のために適切な室温を保つエアコンを、動作必須機器7aとして設定することができる。また、蓄電池3、エアコン、および通信機器などを備えるEV(Electric Vehicle:電気自動車)や、給湯機器を動作必須機器7aとして設定してもよい。
【0026】
動作必須機器7aの識別情報は、例えばユーザによって入力され、動作必須機器記憶部111に保存される。同様に、その他の機器7bの識別情報は、例えばユーザによって入力され、その他の機器記憶部112に保存される。
【0027】
また、動作必須機器7aとその他の機器7bとの分類は、時間帯によって設定する構成にしてもよい。例えば、通常、動作必須機器7aとして設定されていないエアコンを、日中の暑い時間帯だけ少なくとも28℃で動作するように、動作必須機器7aに設定を変更してもよい。また、制御装置1は、このような時間帯による設定を、予め、スケジュールとして動作必須機器記憶部111に保存してもよい。
【0028】
また、自立運転が始動したときは、予め記憶される動作必須機器7aを動作させるが、停電が長期化した場合等、必要に応じて、ユーザの操作により、動作必須機器7aを変更できるようにしてもよい。
【0029】
まず、自立運転判定部101は、PCS4が自立運転を行っているか否かを判定する。自立運転判定部101によってPCS4が自立運転を行っていないと判定された場合、運転モード切換部102は、判定時に運転モードが通常モードであった場合には通常モードのままとし、また、判定時に運転モードが停電モードであった場合には通常モードへ切換える。このとき、制御装置1は通常モードとして予め定められている処理を行う。一方、PCS4が自立運転を行っていると判定した場合、運転モード切換部102は、判定時に運転モードが停電モードであった場合には停電モードのままとし、また、運転モードが通常モードであった場合には停電モードへ切換える。このとき、制御装置1は停電モードとして予め定められている処理を行う。以下、停電モードにおいて制御装置1が行う処理を、制御装置1の構成と共に説明する。
【0030】
発電装置状態判定部104は、PCS4などに備えられたセンサから、太陽光発電装置2の現在の状態や発電電力を取得する。
(【0031】以降は省略されています)

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