JP5917896B2 - 電力管理システム - Google Patents

Description

本発明は、電力管理システムに関する。

近年、一般住宅においても、太陽光発電装置や、風力発電装置などの自然エネルギーを用いた発電装置が設けられるようになっている。一般に、住宅に設けられた発電装置の発電電力は、系統電源へ送電される売電が行われ、住宅には、太陽光発電装置の発電電力を含めた電力が系統電源から供給される。

ところで、電力消費は、昼間時間帯がピークとなり、深夜時間帯では余剰電力が生じる。ここから、蓄電池を設け、深夜時間帯の余剰電力を蓄電池に充電し、電力消費のピークとなる昼間時間帯に、太陽光発電電力及び蓄電池の電力を家庭用電力として消費する提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。

また、この提案では、太陽光発電電力及び蓄電池に充電した電力（放電する電力）に不足が生じた場合、系統電源の電力が供給されるようにし、太陽光発電電力及び蓄電池の電力に余剰が生じた場合、売電を行うように系統電源へ送電することで、系統電源の発電電力が平均化されるようにしている。

特開２００２−１７０４３号公報

しかしながら、系統電源の電力を蓄電池に充電し、蓄電池に充電した電力を住宅で消費されるように供給することは、系統電源の電力消費の平均化を図ることができても、系統電源の電力を消費することには変わり無く、自家で自然エネルギー等を利用して発電した電力を効率的に利用し得るものではない。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、系統電源の電力消費を抑え、自家で自然エネルギーなどを用いて発電した電力を効率的に利用し得る電力管理システムを提案することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、太陽光発電装置を含む自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電手段、及び系統電源を含み、建物の電気機器へ電力を供給する複数の電力源と、前記系統電源が最も低くされて前記複数の電力源の各々に設定された優先順位に基づき、前記優先順位の高い前記電力源から電力を供給させ、かつ前記複数の電力源からの供給可能電力が前記建物の前記電気機器で消費される消費電力を超える場合に、前記優先順位の低い電力源について電力供給を停止させるように制御して前記複数の電力源を管理する電力管理手段と、前記太陽光発電装置の発電電力が得られると予測される時間帯で、他の時間帯より低くされる前記系統電源の消費上限電力の時間帯ごとの設定に用いられる設定手段と、前記系統電源の電力の消費電力が前記設定手段により設定された前記消費上限電力を超えた場合に、前記系統電源の消費電力が前記消費上限電力を超えたことを報知する報知手段と、を含む。

請求項１に記載の発明によれば、建物の電気機器へ電力を供給する電力源として、系統電源及び自然エネルギー発電手段を含む複数の電力源を設け、当該複数の電力源の間に、系統電源より自然エネルギー発電手段の順位が高くなるように優先順位を設定している。この際、自然エネルギー発電手段には、太陽光発電装置が含まれ、系統電源の優先順位は、複数の電力源のうちで最も低く設定されている。

また、複数の電力源から現時点の供給可能電力が、建物内の電気機器で消費される消費電力を超えている場合、優先順位の高い電力源から電気機器へ電力を供給させ、優先順位の低い電力源を停止させるように制御する。このとき、例えば、優先順位の高い電力源の供給可能電力で消費電力をまかなうことができなければ、次に優先順位の高い電力源を含めた電力を電気機器へ供給することで、優先順位の低い電力源からの電力供給を停止させる。

また、系統電源の電力の消費電力について、太陽光発電装置の発電電力が得られると予測される時間帯で、他の時間帯よりも低くなるように時間帯ごとに消費上限電力が設定され、報知手段は、系統電源の消費電力が消費上限電力を超えた場合に、系統電源の消費電力が消費上限電力を超えたことを報知する。
これにより、系統電源に優先して自然エネルギー発電手段の発電電力が電気機器に供給され、系統電源の電力消費を抑えることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記報知手段は、前記複数の電力源の内で、電力供給が停止されている電力源を報知することを含む。

請求項２に記載の発明によれば、優先順位の高い電力源から電力を供給することで、優先順位の低い電力源からの電力供給を停止しているとき、少なくとも電力供給を停止している電力源を表示手段に表示するなどして報知する。

これにより、居住者は、電力の使用状況のみならず、系統電源の電力消費が抑えられていることを明確に把握することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２において、前記報知手段は、前記供給可能電力が前記建物の前記電気機器で消費される消費電力を超えていることを示す情報、及び前記優先順位を報知することを含む。

請求項３に記載の発明によれば、現時点の供給可能電力、複数の電力源の間で設定されている優先順位、及び停止している電力源を表示するなどして居住者に報知する。

これにより、居住者は、複数の電力源による現時点の供給可能電力が消費電力を超えていることにより、系統電源の消費電力の抑制が可能となっていることが明確となり、また、電力を供給している電力源、電力供給が停止している電力源を的確に把握できる。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３の何れか１項において、前記電力源として、前記優先順位が前記自然エネルギー発電手段より低く設定され、蓄積された電力を放電可能な蓄電手段を含む。

請求項４に記載の発明によれば、電力源に蓄電手段を含む。蓄電手段は、予め充電されることにより充電量に応じた電力を放電することができ、この放電電力を電気機器へ供給する。

請求項５に係る発明は、請求項４において、前記自然エネルギー発電手段の発電電力に余剰電力が生じた場合に、前記蓄電手段へ充電する。

請求項５に記載の発明によれば、自然エネルギー発電手段の発電電力に余剰が生じている場合に、余剰の電力を蓄電手段に充電することで、自然エネルギー発電手段の発電電力を、建物内で効率的に使用することができる。ここで、蓄電手段に充電する電力は、自然エネルギー発電手段の発電電力に限らず、例えば、深夜時間帯の系統電源の電力を用いても良い。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項３の何れかにおいて、前記電力源として、前記優先順位が前記自然エネルギー発電手段より低く設定され、非自然エネルギーを利用して発電する非自然エネルギー発電手段を含む。

また、請求項７に係る発明は、請求項４又は請求項５において、前記電力源として、前記優先順位が前記蓄電手段より設定され、非自然エネルギーを利用して発電する非自然エネルギー発電手段を含む。

請求項６及び請求項７に記載の発明によれば、電力源に燃料電池などの太陽光や風力などの自然エネルギーと異なるエネルギーである非自然エネルギーを利用した非自然エネルギー発電手段を用いることができる。

この非自然エネルギー発電手段の優先順位は、系統電源より高く自然エネルギー発電手段より低く設定され、蓄電手段が設けられている場合、蓄電手段より低く設定される。

非自然エネルギー発電手段に対して、このように優先順位を設定することで、系統電源の電力消費を抑えることができると共に、非自然エネルギーの利用も抑制することができる。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７において、前記自然エネルギー発電手段として、風力発電手段を含む。

請求項８に記載の発明によれば、自然エネルギー発電手段として、太陽光発電手段及び風力発電手段を用いている。このとき、太陽光発電手段及び風力発電手段の優先順位が高く設定されていることで、自然エネルギーを利用した太陽光発電手段及び風力発電手段の発電電力が優先して使用される。

請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８の何れかにおいて、前記複数の電力源及び前記建物の電気機器に対して予め設定されたメンテナンス処理を実行するメンテナンス手段を含み、前記電力管理手段は、前記自然エネルギー発電手段の発電電力に余剰が生じた場合に、前記メンテナンス手段を動作させる。

自然エネルギー発電手段の発電電力のみで余剰が生じている場合、自然エネルギー発電手段以外の電力源が停止状態にあり、かつ、建物で使用されている電気機器も少ないと想定される。ここから、各電気機器や電力源のメンテナンスを行うことで、効率的なメンテナンスが可能となる。

以上説明したように、請求項１に記載の発明は、複数の電力源の間で設定した優先順位が高い電力源から電力を供給することで、優先順位の最も低い系統電源の電力消費を抑えることができるという優れた効果が得られる。

請求項２に記載の発明によれば、使用が停止されている電力源が報知されるので、使用停止している電力源及び使用中の電力源が明確となり、請求項３に記載の発明によれば、電力を供給している電力源、電力供給を停止している電力源を的確に把握できる。

請求項４に記載の発明によれば、蓄電手段に電力を蓄積することで、電力源として用いるので、電力の使用効率の向上を図ることができる。また、請求項５に記載の発明によれば、自然エネルギー発電手段の発電電力を効率よく利用することができる。

請求項６及び請求項７に記載の発明によれば、非自然エネルギー発電手段を用いて、系統電源の電力消費を抑制することができる。

請求項８に記載の発明によれば、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電手段の発電電力が優先して消費されるので、エネルギー資源の消費抑制と環境負荷の軽減を図ることができる。

また、請求項９に記載の発明によれば、系統電源の電力を使用すること無く、効率的にシステムを構成する各機器のメンテナンスを行うことができる。

本実施の形態に係る住宅の要部の概略図である。 電力源及び電気機器の接続の概略を示すブロック図である。 電力管理システムへの接続の概略を示すブロック図である。 Ｕ／Ｉの一例を示す概略図である。 （Ａ）は電力源ごとの優先順位及び電力源ごとの電力値の一例を示す線図、（Ｂ）は、（Ａ）に応じた電力源ごとの電力値の一例を示す図表である。 系統電源に対する消費上限電力の設定の一例を示す流れ図である。 （Ａ）は、時間帯ごとの消費上限目標及び系統電力の変化の一例を示す線図、（Ｂ）は太陽光発電装置の時間帯ごとの発電電力の変化の一例を示す線図である。 電力管理処理の一例を示す流れ図である。 （Ａ）から（Ｄ）のそれぞれは、図８の処理に応じたディスプレイの表示の一例を示す概略図である。 （Ａ）から（Ｃ）のそれぞれは、図９（Ａ）から図９（Ｄ）と共に、図８の処理に応じたディスプレイの表示の一例を示す概略図である。 充電処理の一例を示す流れ図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１１の処理に応じたディスプレイの表示の一例を示す概略図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）と共に、図１１の処理に応じたディスプレイの表示の一例を示す概略図である。

以下に図面を参照しながら、本発明の実施の一形態を説明する。図１には、本実施の形態に係る建物の一例とする住宅１０の概略構成が示されている。この住宅１０には、商用電源などの系統電源１２が引き込まれ、系統電源１２から電力が供給される。

図１に示されるように、住宅１０には、分電盤１４が設置されており、住宅１０に引き込まれた系統電源１２が、図示しない積算電力量計を介して分電盤１４に接続される。この分電盤１４には、契約電力又は住宅１０で使用される電気機器の消費電力の総量などによって定まる遮断容量の主開閉器（メインブレーカ）、及びメインブレーカの二次側に接続された予め設定された容量の多数の分岐開閉器（分岐ブレーカ）が設けられた一般的構成となっている（何れも図示省略）。

住宅１０には、照明器具１６、冷蔵庫１８、空調装置（エアコン）２０などの家電製品を含む各種の電気機器が設けられている。住宅１０では、これらの電気機器が図示しない配線（屋内配線）又は屋内配線に接続されたコンセント等を介して分電盤１４内の何れかの分岐ブレーカに接続される。

これにより、住宅１０では、分電盤１４に供給される系統電源１２などの電力源の電力が、メインブレーカ及び分岐ブレーカを介して照明器具１６、冷蔵庫１８、エアコン２０などの各電気機器へ供給され、それぞれの電気機器が供給された電力により作動する。なお、このような住宅１０に設けられる電気機器は、電力を使用する公知の一般的電気機器を含む電力負荷を用いることができる。また、住宅１０において各電気機器へ電気配線は、公知の構成を適用することができ、ここでは、詳細な説明を省略する。

ところで、住宅１０には、系統電源１２を含めた複数の電力源が設けられている。複数の電力源としては、自然エネルギーを利用した自然エネルギー発電手段、非自然エネルギーを利用した非自然エネルギー発電手段、及び電力を蓄積し、蓄積している電力を放電する蓄電手段を用いることができる。

住宅１０には、自然エネルギーを利用した自然エネルギー発電手段として、太陽光パネル２２で太陽光を受光することで受光量に応じた電力を発生する太陽光発電装置２４、及び風力によって発電機が回転駆動されることで発電する風力発電装置２６が設けられている。なお、以下では、自然エネルギーを用いた発電装置として太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６を例に説明するが、これに限らず、自然エネルギーを利用する任意の発電装置を適用でき、住宅１０としては、自然エネルギーを用いた発電装置の少なくとも一つを設けたものであれば良い。

また、住宅１０には、非自然エネルギー発電手段として燃料電池（ＳＯＣＦ）２８が設けられている。非自然エネルギー発電手段としては、これに限らず、燃料を用いる内燃機関などを駆動源とするなどして発電機を回転駆動することで発電される一般的構成の発電装置など、任意の構成の発電手段を適用することができる。

さらに、住宅１０には、蓄電手段として、蓄電池（バッテリ）３０が設けられている。また、蓄電手段としては、これに限らず、電気エネルギー源として蓄電池を有する電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ：Plug-in Hybrid electric Vehicle）などを用いることができる。住宅１０では、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ、以下、車両３２とする）を蓄電手段として用いるものとし、以下では、車両３２に設けた蓄電池を含めて車両３２として説明する。

なお、以下の説明では、自然エネルギー発電手段、非自然エネルギー発電手段及び蓄電手段を設けて説明するが、電力源としては、少なくとも自然エネルギー発電手段及び系統電源１２を含むものであれば良く、非自然エネルギー発電手段及び蓄電手段を含む必要はないが、系統電力１２の電力消費を抑制するためには、非自然エネルギー発電手段及び蓄電手段は少なくとも一方が設けられた構成であることが好ましい。

図２に示されるように、住宅１０には、電力切換装置３４が設けられており、電力源とする系統電源１２、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６、燃料電池２８、蓄電池３０及び車両３２が電力切換装置３４に接続され、電力切換装置３４を介して分電盤１４に電力を供給する。

ここで、蓄電池３０及び車両３２のそれぞれは、専用の充放電装置３０Ａ、３２Ａに接続され、電力切換装置３４に接続される。この充放電装置３０Ａ、３２Ａは、直流電力を交流電力に変換するインバータ機能及び交流電力を直流電力に変換するコンバータ機能を備え、直流電力を系統電源１２の電圧及び位相等に応じた交流電力に変換して電力切換装置３４へ出力する。

また、充放電装置３０Ａ、３２Ａは、分電盤１４の図示しない分岐ブレーカに接続される。これにより、充放電装置３０Ａ、３２Ａは、電気機器（電力負荷）として作動し、分電盤１４を介して供給される交流電力を、インバータ機能により直流電力に変換することで蓄電池３０及び車両３２への充電を行う。なお、充放電装置３２Ａは、住宅１０に隣接して設けられた図示しない駐車スペースに車両３２が駐車されて接続されることで車両３２に対する充放電が可能となる。

充放電装置３０Ａ、３２Ａは、蓄電池３０及び車両３２が最適な動作状態となる充電量の範囲に維持するように充放電を制御する一般的構成が適用される。また、充放電装置３０Ａ、３２Ａは、蓄積されている電力を放電する場合、予め設定された電力値（電流値）を上限として放電可能な電力量に応じた電力を蓄電池３０及び車両３２から放電する。

太陽光発電装置２４、風力発電装置２６、及び燃料電池２８のそれぞれは、発電電力を、系統電源１２の電圧及び位相に合わせた交流電力に変換して出力する。なお、このようなインバータ機能、コンバータ機能を含む構成は、公知の一般的構成を適用することができる。

電力切換装置３４は、系統電源１２の電力、各発電手段の電力、及び各蓄電手段の電力（以下、各系統の電力と表記することもある）の少なくとも１系統の電力を選択して分電盤１４へ出力する。また、電力切換装置３４には、例えば、逆流防止機能が設けられ、系統電源１２の電力が電力切換装置３４から太陽光発電装置２４などの系統へ流れるのが防止されていると共に、他の系統の電力が系統電源１２へ流れるのが防止されている。

また、電力切換装置３４は、例えば、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６などの自然エネルギーを用いた発電手段の発電電力を、分電盤１４と別に出力することで、系統電源１２等の住宅１０の外部へ送電可能となっており、これにより売電が行われる。この売電などの住宅１０の外部への送電は、自然エネルギーの発電電力のみならず、燃料電池２８の発電電力や、蓄電池３０及び車両３２に蓄積された電力に対して適用するものであっても良く、また、送電先（売電先）は、系統電源１２に限るものではない。このような、電力切換装置３４は、上記機能を満たすものであれば、任意の構成を適用することができる。

一方、図２に示されるように、本実施の形態に適用した住宅１０には、電力を監視する電力管理システム４０が設けられている。電力管理システム４０は、管理制御盤４２を備えている。

管理制御盤４２（電力管理システム４０）は、住宅１０のエネルギー消費を管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）を形成し、太陽光発電装置２４等の発電手段の発電電力の管理、蓄電池３０等に対する充放電の制御などを行う機能を併せ持つ。また、本実施の形態に適用した管理制御盤４２は、分電盤１４へ供給する電力の管理、すなわち、住宅１０の各電気機器で消費される電力の管理を行う。なお、以下では、分電盤１４と別に管理制御盤４２を設けて説明するが、分電盤１４と管理制御盤４２とが一体とされた構成であっても良い。

図３に示されるように、管理制御盤４２は、ＣＰＵ４４Ａ、ＲＡＭ４４Ｂ、ＲＯＭ４４Ｃ、ＨＤＤ４４Ｄを備え、これらがバス４４Ｅに接続された一般的構成のマイクロコンピュータを含んでいる。ＲＯＭ４４Ｃ及び記憶手段として用いられるＨＤＤ４４Ｄには、各種のプログラム及びデータが記憶されており、ＣＰＵ４４Ａは、ＲＯＭ４４Ｃ及びＨＤＤ４４Ｄに記憶されているプログラムを実行することで各種の処理を行う。このとき、ＲＡＭ４４Ｂはワークメモリとして使用される。

この管理制御盤４２には、ネットワークインターフェイス（ＮＥＴ Ｉ／Ｆ）４６が設けられ、このネットワークＩ／Ｆ４６がインターネットなどの公衆回線網又は専用回線網に接続されることで、管理制御盤４２が所定のホストサーバ４８に接続される（図２も参照）。これにより、管理制御盤４２は、予め設定されたデータをホストサーバ４８へ送信すると共に、ホストサーバ４８から各種のデータの取得が可能となり、電力管理システム４０がＨＥＭＳとして機能する。

また、管理制御盤４２には、Ｕ／Ｉ（ユーザインターフェイス）５０が設けられている。図４に示されるように、Ｕ／Ｉ５０は、表示手段とされるディスプレイ５２Ａ、電源スイッチ５２Ｂ、メニュースイッチ５２Ｃ及びスピーカ５２Ｄ等が設けられている。ディスプレイ５２Ａは、例えば、ＬＣＤを用いたタッチパネル式とされ、これにより各種の情報の表示と共に、表示面に触れる（以下、「操作」とする）ことで、ディスプレイ５２Ａに表示しているユーザインターフェイス（ＵＩ）に応じた各種の情報の入力操作が可能となっている。

図３に示されるように、Ｕ／Ｉ５０は、バス４４Ｅに接続されている。これにより、ＣＰＵ４４Ａは、Ｕ／Ｉ５０のディスプレイ５２Ａに報知手段として機能させる情報を含む各種の情報を表示させる。また、ＣＰＵ４４Ａは、予め設定したＵＩをディスプレイ５２Ａに表示し、この表示に応じたタッチ操作によって各種の情報を入力する入力手段として機能させる。なお、監視制御盤４２としては、ディスプレイ５２Ａを含むＵ／Ｉ５０が別に設けられて、Ｕ／Ｉ５０が監視制御盤４２に接続されるなどの任意の構成を適用することができる。

管理制御盤４２には、入出力インターフェイス（入出力Ｉ／F）５４が設けられ、この入出力Ｉ／Ｆ５４がバス４４Ｅに接続されている。ＨＥＭＳにおいては、各電気機器が管理制御盤４２とデータ及び制御信号などの情報の交換が可能となるように接続されていることが好ましい。これにより、管理制御盤４２は、各電気機器が動作しているか否か、動作している場合の消費電力などの作動状態、メンテナンス状態などを把握でき、かつ、必要に応じて各電気機器の作動／停止を制御することができる。

ここから、本実施の形態に係る住宅１０では、管理制御盤４２が通信ユニット５６を備えている。管理制御盤４２では、この通信ユニット５６が入出力Ｉ／Ｆ５４に接続されている。管理制御盤４２は、この通信ユニット５６を介して、各電気機器と情報の交換が可能となるように接続される。このような通信ユニット５６としては、管理制御盤４２と各電気機器とを有線接続するものであっても良く、無線通信を行うものであっても良い。また、通信ユニット５６としては、電力線を介した通信、住宅１０（建物）に設置した通信回線を用いた屋内ネットワークによる通信など、任意の通信方法を適用することができる。

一方、管理制御盤４２は、入出力Ｉ／Ｆ５４に、電力切換装置３４が接続されている。また、管理制御盤４２の入出力Ｉ／Ｆ５４には、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６、燃料電池２８、蓄電池３０の充放電装置３０Ａ、及び車両３２の充放電装置３２Ａが接続されている。

これにより、管理制御盤４２は、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６のそれぞれが動作しているか否か、並びに動作している場合の発電電力を取得する。また、管理制御盤４２は、燃料電池２８の発電制御を行うと共に、充放電装置３０Ａ、３２Ａの作動を制御することで蓄電池３０及び車両３２の充放電を制御する。

図２に示されるように、分電盤１４には、電力センサ（電力計）５８が設けられている。電力センサ５８は、分電盤１４から供給される電力により各電気機器が作動することにより消費される電力（消費電力の瞬時値、以下、消費電力とする）を検出し、検出した消費電力に応じた信号を出力する。図３に示されるように、管理制御盤４２には、Ａ／Ｄ変換器６０が設けられ、電力センサ５８がＡ／Ｄ変換器６０を介して入出力Ｉ／Ｆ５４に接続されている。

管理制御盤４２は、電力センサ５８から検出信号が入力されることで、住宅１０で消費される消費電力Ｐｃを検出する。管理制御盤４２は、電力センサ５８で検出される消費電力Ｐｃに応じて、電力切換装置３４の作動を制御することで、住宅１０における電力消費を管理する。なお、ここでは、電力センサ５８を用いたがこれに限らず電流センサ（電流計）を用いて電流センサによって検出される電流値から消費電力（消費電力値）を演算して取得するなど、住宅１０で消費される消費電力を検出する構成であれば任意の構成を適用することができる。

ここで、管理制御盤４２は、各系統から供給される電力及び住宅１０で消費される消費電力Ｐｃを検出し、消費電力Ｐｃ及びそれぞれの電力源から現時点で供給可能な電力に基づいて、分電盤１４へ供給する電力源を選択し、選択した電力源から分電盤１４へ電力が供給されるように電力切換装置３４の作動を制御する。

管理制御盤４２には、分電盤１４へ電力を供給する電力源に対して優先順位が設定されており、この優先順位に基づいて、供給電力が消費電力Ｐｃを超える用に電力源を選択する。

ここで、図５（Ａ）には、電力源ごとに設定されている優先順位の一例を示している。なお、図５（Ａ）では、自然エネルギー発電手段として太陽光発電装置２４、蓄電手段として車両３２（ＰＨＶ）、非自然エネルギー発電手段として燃料電池（ＳＯＦＣ）２８を例示している。

本実施の形態では、自然エネルギーを利用して発電する太陽光発電装置２４（及び風力発電装置２６）の優先順位を最も高くし（優先順位１位）、系統電源１２の優先順位を最も低く設定している（優先順位４位）。また、本実施の形態では、車両３２（及び蓄電池３０）の優先順位を２位に設定し、非自然エネルギーを用いる燃料電池２８の優先順位（優先順位３位）より高くしている。

これにより、管理制御盤４２は、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｗの総和が消費電力Ｐｃを超える場合、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｗを分電盤１４に供給し、その他の電力源からの電力供給を停止する。なお、太陽光発電装置２４又は風力発電装置２６の一方が動作している場合、動作している発電装置の電力が分電盤１４に供給される。

また、管理制御盤４２は、消費電力Ｐｃが、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、風力発電装置２６の発電電力Ｐｗ、蓄電池３０及び車両３２の放電電力Ｐｄ（放電電力Ｐｄは、蓄電池３０又は車両３２の一方から放電される電力、蓄電池３０及び車両３２の双方から放電される電力を含める）、並びに燃料電池２８の発電電力Ｐｆの総和を超えると、これらの発電電力と共に系統電源１２の系統電力Ｐａを加えた電力を分電盤１４へ供給するように電力切換装置３４を作動させる。これにより、電力管理システム４０では、系統電源１２の消費電力Ｐａの抑制が図られるようにしている。

一方、管理制御盤４２では、ディスプレイ５２Ａに所定のＵＩを表示することで、系統電源１２から供給されて消費される電力の上限の目標値（消費上限電力Ｐｍ（ｋｗ）とする）が入力可能となっている。電力監視システム４０では、この消費上限電力Ｐｍを、居住者が分電盤１４のメインブレーカの遮断容量内の範囲で任意に設定することができる。管理制御盤４２は、消費上限電力Ｐｍが入力されることで、この消費上限電力Ｐｍを記憶する。

また、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）には、各電力源について、現時点使用電力、現時点使用可能電力、設定電力、及び供給可能電力の一例を示している。図５（Ａ）に示すように、系統電源１２を除く電力源（非系統電源）である太陽光発電装置２４（風力発電装置２６）、燃料電池（ＳＯＦＣ）２８、車両３２（蓄電池３０）は、最大出力電力（定格電力）が供給可能電力であり、この供給可能電力以内で通常出力時の設定電力が設定される。例えば、車両３２では、走行用電力を残す必要がある。ここから、管理制御盤４２では、蓄電池３０や車両３２の設定電力を供給可能電力より低くしている。また、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６では、供給可能電力がそのまま設定電力となる。

これに対して、系統電源１２は、供給可能電力が、例えば住宅１０に対する契約電力、分電盤１４等に設けられるメインブレーカの遮断容量となる。また、系統電源１２に対しては、消費上限電力Ｐｍが設定電力に対応している。

また、現時点使用可能電力は、本発明の現時点の供給可能電力に対応しており、太陽光発電装置２４及び燃料電池２８においては、その時点の発電電力が相当し、蓄電池３０や車両３２などの蓄電手段においては、その時点の放電可能電力が相当する。これに対して、管理制御盤４２は、系統電源１２における現時点使用可能電力に、設定電力、すなわち消費上限電力Ｐｍが対応するようにしている。なお、現時点使用電力は、それぞれの電力源が現時点で出力することで消費されている電力となる。

図５（Ｂ）には、それぞれの電力の数値の一例を示している。ここで住宅１０における消費電力Ｐｃ（現時点使用電力）が８ｋｗであり、この消費電力Ｐｃを、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、車両２４の放電電力Ｐｄ、及び燃料電池２８の発電電力でまかなうことができれば、系統電源１２から供給される電力（系統電力Ｐａ）をゼロとすることができる。すなわち、系統電源１２の電力を使用することなく、その時点で、住宅１０で使用中となる（動作している）電気機器へ必要電力を供給することができる。

前記したように、電力管理システム４０では、系統電源１２に対する設定電力に相当する消費上限電力Ｐｍを居住者が設定する。これにより、管理制御盤４２は、消費上限電力Ｐｍの範囲内で系統電源１２の電力が使用されるようにしている。

ここで、図６には、消費上限電力Ｐｍの設定の概略を示している。この消費上限電力Ｐｍの設定は、例えば、ディスプレイ５２Ａのメニュースイッチ５２Ｃを操作することで消費上限電力Ｐｍの設定用のユーザインターフェイス（ＵＩ）を表示して行う。

このフローチャートでは、最初のステップ１００で時間帯を指定し、次のステップ１０２では、指定した時間帯の消費上限電力Ｐｍを入力する。また、ステップ１０４では、設定が完了したか否かを確認し、全ての時間帯についての消費上限電力Ｐｍが設定されることで、ステップ１０４において肯定判定されて、ステップ１０６へ移行する。このステップ１０６では、設定された時間帯ごとの消費上限電力ＰｍをＨＤＤ４４Ｄに格納して終了する。

また、次の時間帯の消費上限電力Ｐｍを設定する場合には、ステップ１０４で否定判定されることでステップ１００へ移行し、次の時間帯に対する消費上限電力Ｐｍの設定が行われる。なお、一部の時間帯について消費上限電力Ｐｍを変更する場合は、ステップ１００で該当時間帯を選択して、ステップ１０２で選択した時間帯の消費上限電力Ｐｍを入力する。

ここで、時間帯としては、１時間単位とすることができ、これにより、１日２４時間について１時間ごとに消費上限電力Ｐｍが設定される。また、時間帯としては、１時間程度で細かく区切ることが好ましいが、これに限らず、２時間単位であっても良く、居住者の１日の生活サイクルや系統電源１２の料金等を考慮して区分けすることができる。この場合、例えば、午後１１時から午前６時（深夜早朝帯）、午前６時から午前９時（朝帯）、午前９時から午後４時（昼帯）午後４時から午後６時（夕方帯）、午後６時から午後１１（夜帯）等とすることができる。

図７（Ａ）には、消費上限電力Ｐｍのパターンの一例を示している。この消費上限電力Ｐｍのパターンでは、例えば、系統電源１２の電気料金の比較的安い深夜時間帯で使用できる系統電源１２の電力を比較的高く設定する。これにより、住宅１０では、深夜電力を用いた蓄電池３０及び車両３２の充電が可能となる。

また、住宅１０では、太陽光発電装置２４を設けている。図７（Ｂ）は、この太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓの変化の一例を示している。太陽光発電装置２４は、屋外が所定以上の明るさとなる（例えば、午前８時頃から）ことで、作動して発電を開始する。また、太陽光発電装置２４では、日差しが強くなる日中（例えば、午前９時頃から午後４時頃まで）に大きな発電電力Ｐｓが得られ、日が傾く（例えば、午後４時以降）ことで発電電力Ｐｓが減少し、日が暮れることで停止する。したがって、日中の時間帯は、住宅１０で消費される電力として太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓを用いることができる。

ここから、図７（Ａ）に示す消費上限電力Ｐｍのパターンでは、日中（例えば、午前９時から午後３時頃まで）の消費上限電力Ｐｍを低く設定している。なお、消費上限電力Ｐｍは、契約電力のみならず、住宅１０の床面積、居住者の人数、年齢構成等に応じて予め複数のパターンを記憶し、居住者が記憶しているパターンの何れかを暫定的に選択するようにしても良く、更に、選択したパターンを居住者の好みで変更するなどしても良い。

管理制御盤４２は、系統電源１２の系統電力Ｐａを分電盤１４へ供給しているときに系統電力１２の消費電力Ｐａを監視する。このとき、管理制御盤４２は、消費電力Ｐａが消費上限電力Ｐｍを超える場合に、居住者に電力抑制を促すようにアラームを発する。なお、このときのアラームは、系統電源１２の系統電力Ｐａが、消費上限電力Ｐｍを超えている情報と共に、住宅１０における電力消費の抑制を促す任意の表示をディスプレイ５２Ａに表示するなどの構成を適用できる。また、ディスプレイ５２Ａへの表示のみならず、音声による報知等の視覚的、聴覚的な任意の報知方法を適用することができる。

また、管理制御盤４２は、ディスプレイ５２Ａに、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、風力発電装置２６の発電電力Ｐｗ、燃料電池２８の発電電力、蓄電池３０及び車両３２の放電電力、並びにそれぞれの電力に対する消費電力を表示すると共に、系統電源１２から供給される電力（系統電力Ｐａ）及びその時間帯の消費上限電力Ｐｍを表示することで、居住者に電力の使用状況を明示するようにしている。なお、各電力源の発電電力、消費電力の表示は公知の一般的構成を適用できる。

以下に、電力管理システム４０の動作の一例を説明する。本実施の形態に適用した管理制御盤４２は、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、風力発電装置２６の発電電力Ｐｗ、蓄電池３０及び車両３２が放電可能な場合の放電電力Ｐｄ、燃料電池２８を動作させた場合の供給可能となる発電電力Ｐｆを取得すると共に、消費電力Ｐｃを検出する。この後、消費電力Ｐｃを超える電力が得られるように、優先順位の高い電力源から順に選択することで、消費電力Ｐｃをまかなう電力が供給する電力源を設定し、設定した電力源から電力を分電盤１４へ供給するように電力切換装置３４を操作するようにしている。

これにより、本発明では、各電力源から現時点の供給可能電力が消費電力を超えている場合に、優先順位の高い電力源から電力を供給するようにし、優先順位の低い電力源を停止（電力供給の停止）させる。

図８には、このときに、管理制御盤４２で実行される処理の一例を示している。このフローチャートは、系統電源１２に対する消費上限電力Ｐｍが設定された状態で、予め設定された時間間隔（例えば、１分〜１０分程度）で実行される。なお、電力管理システム４０の初期状態では、例えば、系統電力１２から供給する電力が消費上限電力Ｐｍ以下となっている状態で、消費電力Ｐｃに応じた電力が分電盤１４へ供給されるなど、消費電力Ｐｃを超える電力が分電盤１４へ供給されている状態となっている。

このフローチャートの最初のステップ１１０では、電力センサ５８から入力される信号を読み込むことで消費電力Ｐｃを検出する。これと共に、ステップ１１２では、太陽光発電装置２４及び風量発電装置２６が動作しているか否か（発電中か否か）を確認する。このとき、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の少なくとも一方が動作（発電）していると、ステップ１１２で肯定判定してステップ１１４へ移行する。

このステップ１１４では、動作している太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｗを読み込み（検出）、現時点の供給可能電力として自然エネルギーを利用した発電電力Ｐｇ（Ｐｓ＋Ｐｇ）を算出する。なお、太陽光発電装置２４又は風力発電装置２６の一方のみが発電しているときには、発電電力Ｐｇは、一方から出力される電力となる。

次のステップ１１６では、発電電力Ｐｇと消費電力Ｐｃを比較することで、発電電力Ｐｇが消費電力Ｐｃを超えているか否かを確認し、発電電力Ｐｇが消費電力Ｐｃを超えている場合（Ｐｇ＞Ｐｃ）、ステップ１１６で肯定判定してステップ１１８へ移行する。このステップ１１８では、ディスプレイ５２Ａに、住宅１０で消費されている電力を、発電電力Ｐｇでまかなうことができることを示す表示を行うことで居住者に報知する。

図９（Ａ）には、このときのディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。この表示画面６２では、太陽光発電及び風力発電が行われ、その発電電力Ｐｓ、Ｐｗの使用が可能であることを示すメッセージ６２Ａ、及び発電電力Ｐｓ、Ｐｗを使用するメッセージ６２Ｂを表示する。また、管理制御盤４２には、第１位が太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６、第２位が蓄電池３０及び車両（ＰＨＶ）３２、第３位が燃料電池（ＳＯＦＣ）２８、第４位が系統電源１２として、優先順位が設定されて記憶されている。管理制御盤４２は、ディスプレイ５２Ａの表示画面６２上に、この優先順位表６２Ｃを表示する。

これにより、居住者は、ディスプレイ５２Ａの表示から、現在の優先順位の設定、現時点の消費電力Ｐｃに対して電力供給可能な電力源、及び停止する電力源を明確に把握することができる。

図８では、所定のタイミングでステップ１２０へ移行し、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ及び風力発電装置２６の発電電力が分電盤１４へ供給されるように電力切換装置３４を動作させる。このとき、系統電源１２を遮断することで、系統電力Ｐａの分電盤１４への供給を停止する。

これにより、住宅１０では、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力のみが消費される。なお、太陽光発電装置２４又は風力発電装置２６の一方のみが作動している場合、ディスプレイ５２Ａには、動作している発電装置のみを表示し、分電盤１４には、動作している発電装置の電力のみが供給されるようにする。

なお、消費電力Ｐｃと発電電力Ｐｇとの差が小さい場合、発電電力Ｐｇの発電電力Ｐｇのみを供給していると、新たな電気機器が作動した場合、消費電力Ｐｃが発電電力Ｐｇを超えてしまうことが考えられ、これを抑えるために、例えば、発電電力Ｐｇが消費電力Ｐｃを超えていると判断するときに、余裕を持たせることが好ましい（例えば、Ｐｇ＞Ｐｃ＋α）。また、消費電力Ｐｃの変化を計測し、消費電力Ｐｃが上昇して発電電力Ｐｇを超える可能性が生じた場合、消費電力Ｐｃが供給可能電力（この場合、発電電力Ｐｇ）を超えていると判断されるようにするなどの方法を適用する。

この後、ステップ１２２では、ディスプレイ５２Ａの表示を、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｇを使用し、系統電源１２の電力が使用されていないこと（非使用）を示すメッセージに切換えることで、当該情報を居住者に報知する。

図９（Ｂ）には、このときのディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。この表示画面６４では、例えば、「太陽光発電の電力及び風力発電の電力」を使用していることを示すメッセージ６４Ａ、及び「系統電源からの電力供給は、『０ｋｗ』です。」などのメッセージ６４Ｂを表示する。なお、表示画面６４には、使用している電力（例えば、「太陽光発電電力 ○○ｋｗ」、「風力発電電力 ○○ｋｗ」など）を明示しても良い。また、この表示は、予め設定した時間だけ表示しても良く、系統電源１２からの電力供給が停止した状態が継続しているときに表示を継続するようにしても良い。

これに対して、発電電力Ｐｇが不足していると（Ｐｇ≦Ｐｃ）、図８では、ステップ１１６で否定判定してステップ１２４へ移行する。このステップ１２４では、蓄電池３０及び車両３２の放電電力Ｐｄを検出し、放電電力Ｐｄを含めた供給可能電力Ｐｂを算出する。なお、放電電力Ｐｄは、車両３２が駐車スペースに無く充放電装置３２Ａに接続されてない場合は、蓄電池３０の放電電力のみとなり、蓄電池３０及び車両３２の双方の残容量が少ないなどのために放電できない場合は、放電電力Ｐｄ＝０となる。また、発電電力Ｐｇがない場合（Ｐｇ＝０、ステップ１１２で否定判定されている場合）、供給可能電力Ｐｂ＝Ｐｄとなる。

次のステップ１２６では、発電電力Ｐｇと消費電力Ｐｃを比較し、供給可能電力Ｐｂが消費電力Ｐｃを超えているか否かを判定する。このとき、供給可能電力Ｐｂが消費電力Ｐｃを超えている場合（Ｐｃ＜Ｐｂ、但し、Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｄ）、ステップ１２６で肯定判定してステップ１２８へ移行する。このステップ１２８では、ディスプレイ５２Ａに、住宅１０で消費されている電力を、発電電力Ｐｂ及び蓄電池３０等の放電電力Ｐｄでまかなうことができることを示すメッセージ、及び発電電力Ｐｂ及び放電電力Ｐｄを使用するメッセージを表示することで居住者に報知する。

図９（Ｃ）には、このときのディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。この表示画面６６では、優先順位表６２Ｃが表示される。また、表示画面６６には、太陽光発電及び風力発電が行われ、その発電電力Ｐｓ、Ｐｗの使用が可能であり、かつ、蓄電池３０及び車両３２の放電電力Ｐｄが使用可能であることを示すメッセージ６６Ａ、及び発電電力Ｐｇ（発電電力Ｐｓ、Ｐｗ）に放電電力Ｐｄを使用することを示すメッセージ６６Ｂを表示する。

図８では、所定のタイミングでステップ１３０へ移行し、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、風力発電装置２６の発電電力Ｐｗ、蓄電池３０と車両２４の放電電力Ｐｄが分電盤１４へ供給されるように電力切換装置３４を動作させる。このとき、充放電装置３０Ａ、３２Ａを作動させると共に、系統電源１２を遮断することで、系統電力Ｐａの分電盤１４への供給を停止する。

これにより、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｓ、Ｐｗに加え、蓄電池３０及び車両３２の放電電力Ｐｄが、分電盤１４へ供給され、住宅１０では、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力のみが消費される。

この後、ステップ１３２では、ディスプレイ５２Ａの表示を、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｇ、並びに蓄電池３０及び車両３２の放電電力Ｐｄを使用し、系統電源１２の電力が使用されていないこと（非使用）を示すメッセージに切換える。なお、蓄電池３０又は車両３２の一方のみの電力が使用可能である場合、使用可能な方の蓄電手段を表示し、使用可能な方の蓄電手段の放電電力Ｐｄのみが分電盤１４へ供給されるようにする。

図９（Ｄ）には、このときのディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。この表示画面６８では、例えば、「太陽光発電の電力、風力発電の電力、蓄電池の放電電力、及び車両３２（ＰＨＶ）の放電電力」を使用していることを示すメッセージ６８Ａ、及び「系統電源からの電力供給は、『０ｋｗ』です。」などのメッセージ６８Ｂを表示する。

しかし、消費電力Ｐｃに対して供給可能電力Ｐｂが不足していると（Ｐｂ≦Ｐｃ）、図８では、ステップ１２６で否定判定してステップ１３４へ移行する。このステップ１３４では、燃料電池２８を作動させた場合の発電電力Ｐｆ（燃料電池２８の供給可能電力）を読み込み、発電電力Ｐｇ、放電電力Ｐｄに燃料電池２８の発電電力Ｐｆを加えた電力を現時点の供給可能電力Ｐｂ（Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｄ＋Ｐｆ）として算出する。

次のステップ１３６では、算出した供給可能電力Ｐｂと消費電力Ｐｃとを比較し、供給可能電力Ｐｂが消費電力Ｐｃを超えているか否かを判定する。このとき、供給可能電力Ｐｂが消費電力Ｐｃを超えている場合（Ｐｃ＜Ｐｂ、Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｄ＋Ｐｆ）、ステップ１３６で肯定判定してステップ１３８へ移行する。

このステップ１３８では、算出した供給可能電力Ｐｂから放電電力Ｐｄを除いた電力を現時点の供給可能電力Ｐｂとして算出する（Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｆ）。次のステップ１４０では、算出した供給可能電力Ｐｂと消費電力Ｐｃとを比較し、供給可能電力Ｐｂが消費電力Ｐｃを超えているか否かを判定する。

ここで、放電電力Ｐｄを除いた供給可能電力Ｐｂが消費電力Ｐｃを超えている場合（Ｐｃ＜Ｐｂ（Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｆ）、ステップ１４０で肯定判定して、ステップ１４２へ移行する。このステップ１４２では、ディスプレイ５２Ａに、優先順位表６２Ｃと共に、住宅１０で消費されている電力を、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｂ、と燃料電池２８の発電電力Ｐｆとでまかなうことができることを示すメッセージ、及び太陽光、風力及び燃料電池の発電電力を使用するメッセージを表示することで居住者に報知する。（表示画面の図示は省略）。

この後、所定のタイミングでステップ１４４へ移行し、燃料電池２８を作動して発電を開始させると共に、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、風力発電装置２６の発電電力Ｐｗ、燃料電池２８の発電電力Ｐｆが分電盤１４へ供給されるように電力切換装置３４を動作させる。このとき、充放電装置３０Ａ、３２Ａ、系統電源１２を遮断することで、蓄電池３０、車両３２、及び系統電源１２からの電力が分電盤１４へ供給されるのを停止する。

これにより、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｓ、Ｐｗに加え、燃料電池２８の発電電力Ｐｆが、分電盤１４へ供給され、住宅１０では、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６及び燃料電池２８の発電電力が消費される。

この後、ステップ１４６では、ディスプレイ５２Ａの表示を、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６、及び燃料電池２８の発電電力Ｐｇを使用し、蓄電池３０、車両３２、系統電源１２の電力が使用されていないこと（非使用）を示すメッセージに切換える。

これに対して、放電電力Ｐｄを除いた供給可能電力Ｐｂ（Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｆ）が、消費電力Ｐｃを超えない場合（Ｐｂ＜Ｐｃ、すなわち、Ｐｃ≧Ｐｂ）、ステップ１４０で否定判定してステップ１４８へ移行する。このステップ１４８では、ディスプレイ５２Ａに、優先順位表６２Ｃと共に、住宅１０で消費されている電力を、発電電力Ｐｂ、蓄電池３０等の放電電力Ｐｄ、及び燃料電池２８の発電電力Ｐｆでまかなうことができることを示すメッセージ、及びこれらの電源の電力（系統電源の電力を除く電力）を使用するメッセージを表示することで居住者に報知する。（表示画面の図示は省略）。

この後、所定のタイミングでステップ１５０へ移行し、燃料電池２８を作動して発電を開始させると共に、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、風力発電装置２６の発電電力Ｐｗ、蓄電池３０及び車両３２の放電電力Ｐｄ、燃料電池２８の発電電力Ｐｆが分電盤１４へ供給されるように電力切換装置３４を動作させる。このとき、系統電源１２を遮断することで、系統電力Ｐａの分電盤１４への供給を停止する。

これにより、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｓ、Ｐｗ燃料電池３０及び車両３２の放電電力に加え、燃料電池２８の発電電力Ｐｆが、分電盤１４へ供給され、住宅１０では、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６、蓄電池３０、車両３２及び燃料電池２８から供給される電力が消費される。

この後、ステップ１５２では、ディスプレイ５２Ａの表示を、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６、蓄電池３０、車両３２及び燃料電池２８を使用し、系統電源１２の電力が使用されていないこと（非使用）を示すメッセージに切換える。

これに対して、系統電源１２のより優先順位の高い電力源の全てを使用しても、現時点の供給可能電力Ｐｂが消費電力Ｐｃを超えない場合（Ｐｃ≧Ｐｂ）、ステップ１３６で否定判定してステップ１５４へ移行する。このステップ１５４では、現在の時間帯に対して設定されている消費上限電力Ｐｍを読出し、次のステップ１５６では、消費電力Ｐｃと消費上限電力Ｐｍとを比較することで、消費電力Ｐｃが消費上限電力Ｐｍを超えているか否かを確認する。

ここで、消費電力Ｐｃが消費上限目標Ｐｍを超えていない場合（Ｐｃ≦Ｐｍ）、ステップ１５６で肯定判定してステップ１５８へ移行する。このステップ１５８では、ディスプレイ５２Ａに、住宅１０で消費されている電力を、発電電力Ｐｂ、蓄電池３０等の放電電力Ｐｄ、燃料電池２８の発電電力Ｐｆ、及び系統電源１２から供給する系統電力Ｐａでまかなうことができることを示すと共に、発電電力Ｐｂ、放電電力Ｐｄ、発電電力Ｐｆ及び系統電力Ｐａを使用することを報知する表示を行う。

図１０（Ａ）には、このときのディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。この表示画面７０では、現在の消費電力Ｐｃをまかなうためには、系統電源１２から電力を供給する必要があることを示すメッセージ７８Ａを表示し、系統電源１２の電力を分電盤１４へ供給することを示すメッセージ７０Ｂを表示する。なお、メッセージ７０Ｂは、これに限らず、例えば、使用する電力源の全てを表示するなど、居住者が使用される電力源を明確に把握し得る内容の表示が行われることがより好ましい。

図８では、次のステップ１６０へ移行することで、発電電力Ｐｇ、放電電力Ｐｄ、発電電力Ｐｆ及び系統電力Ｐａを分電盤１４へ供給するように、電力切換装置３４を作動させる。これにより、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、風力発電装置２６の発電電力Ｐｗ、蓄電池３０と車両３２と放電電力Ｐｄ、燃料電池２８の発電電力Ｐ及び系統電源１２の系統電力Ｐａが分電盤１４へ供給され、住宅１０で使用されている各電気機器へ供給される。なお、発電電力Ｐｇ、放電電力Ｐｄがない場合には、実質的に系統電力Ｐａのみが分電盤４２に供給されることになる。この場合であっても、消費電力Ｐｃは消費上限電力Ｐｍ以下となっていることで、少なくとも居住者の消費目標を達成していることになる。

次のステップ１６２では、ディスプレイ５２Ａに各電力源の電力を使用していることを報知する表示を行う。このとき、電力を出力している電力源のみを表示するようにしても良く、また、それぞれの電力源から供給される電力をディスプレイ５２Ａに表示するようにしても良い。

これに対して、消費電力Ｐｃが消費上限電力Ｐｍを超えている場合（Ｐｃ＞Ｐｍ）、ステップ１５６で否定判定してステップ１６４へ移行する。このステップ１６４では、消費電力Ｐｃが過剰となっていることを報知し、何れかの電気機器の停止を要求することで、電力消費の抑制を促す。

図１０（Ｂ）には、このときのディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。この表示画面７２では、消費電力が系統電源１２の消費目標の上限（消費上限電力Ｐｍ）を超えていることを示すメッセージ７２Ａを表示する。また、表示画面７２では、何れかの電気機器の作動の停止を要求するメッセージ７２Ｂを表示する。

なお、表示画面７２には、例えば、動作中の電気機器を表示してもよく、これにより、居住者が停止する電気機器（使用を控える電気機器）の選択が容易となる。また、予め電気機器ごとに使用の優先順位を設定して管理制御盤４２に記憶させ、管理制御盤４２が、動作中の電気機器の内で最も優先順位の低い電気機器を表示するようにしても良い。

図１０（Ｃ）には、電気機器の優先順位に基づいたディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。この表示画面７４では、メッセージ７２Ａと共に、動作中の電気機器の中で最も優先順位の低い電気機器の停止を促すメッセージ７４Ａを表示している。なお、表示画面７２では、一例としてエアコンを停止するように促している。ディスプレイ５２Ａに表示画面７４を表示することで、居住者が停止する電気機器の把握及び選択が容易となる。この場合、管理制御盤４２は、居住者からの停止の指示を受けるか、予め設定した時間が経過した後に、表示した優先順位の低い電気機器を強制的に停止させるようにしても良く、これにより、消費電力Ｐｃを消費上限電力Ｐｍ以下に抑えることができる。

なお、消費電力Ｐｃが消費上限電力Ｐｍを超えていないためにステップ１５６で肯定判定することで移行するステップ１５８では、系統電源１２を含む全ての電力源から分電盤１４へ電力を供給するようにしているが、これに限らず、例えば、蓄電池３０及び車両３２からの放電を停止しても良く、これにより、予め設定した時刻などに充電を行うことができる。また、燃料電池２８の発電を停止しても良く、これにより発電に利用する燃料（非自然エネルギー）の消費を抑えることができる。

さらに、消費電力Ｐｃが消費上限電力Ｐｍを超えていない場合、太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電が停止している場合であっても、蓄電池２０及び車両３２の放電、燃料電池２８の作動（発電）を停止しても良い。この場合、停止するか否か（系統電源１２ののみを分電盤１４へ供給するか否か）を居住者が選択するようにしても良い。

また、消費電力Ｐｃが消費上限電力Ｐｍを超えている場合であっても、太陽熱発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｇを供給することで、系統電源１２の系統電力Ｐａが消費上限電力Ｐｍを超えない場合は、前記ステップ１５８では、蓄電池３０及び車両３２の放電、燃料電池２８の作動を停止するようにしても良い。

このように管理制御盤４２は、消費電力Ｐｃを太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｇ、並びに蓄電池３０及び車両３２の放電電力Ｐｄでまかなうか、又は、燃料電池２８の発電電力を含めることで消費電力Ｐｃに応じた電力をまかなう。これにより、図５に示されるように、系統電源１２の系統電力Ｐａ（現時点使用電力）をゼロにすることができる。

したがって、例えば、図７（Ａ）に示されように、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓが大きい昼間では、系統電源１２から供給される系統電力Ｐａを抑えることができる。一般に、昼間には、消費電力Ｐｃが増加する時間帯があるが、この時間帯で太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓを優先的に分電盤１４へ供給することで、系統電力Ｐａをゼロに抑えることができる。このとき、管理制御盤４２は、住宅１０において自然エネルギーを利用して生成した電力を、住宅１０に設けている電気機器へ優先的に供給して、所謂自産自消を行う。

なお、以上の説明では、優先順位の高い電力源から順に供給可能な電力を検出し、検出した電力が消費電力Ｐｃを上回るように電力源を選択するようにしているが、電力源の選択はこれに限るものではない。

例えば、各電力源から供給可能な電力を取得し、優先順位の高い電力源の電力から順に選択することで、供給する電力が消費電力Ｐｃを超えるように設定するなど、優先順位の最も低い電力源としている系統電源１２から供給する電力を抑える構成であれば任意の構成を適用することができる。

また、図８のステップ１１８、１２８、１４２、１４８では、供給可能電力Ｐｂが消費電力Ｐｃを超えると確認された電力源を表示し、予め設定した時間が経過した後などのタイミングで、当該電力源の電力を分電盤１４へ供給するようにしたが、これに限らず、例えば、ディスプレイ５２Ａに表示する表示画面（表示画面６２、６６等）に、居住者の指示を促す表示を行うようにしても良い。

この場合、ディスプレイ５２Ａの表示に基づいて居住者の指示が入力された場合、又は、所定時間が経過した場合に、当該電力源から分電盤１４へ電力を供給するようにしても良い。

一方、発電電力に余剰があれば、蓄電池３０及び車両３２の充電に用いることができる。すなわち、管理制御盤４２は、深夜電力を用いて蓄電池３０及び車両３２の充電を行う。また、管理制御盤４２は、発電電力Ｐｇ又は総発電電力Ｐｔｇに余剰が生じると、蓄電池３０及び車両３２の充電、売電、及び電力管理システム４０のメンテナンス処理等を行う。

管理制御盤４２には、例えば、ＨＤＤ４４Ｄに、自己の動作状態を診断するためのメンテナンスプログラムが記憶されている。管理制御盤４２は、発電電力Ｐａ（発電電力Ｐｓと発電電力Ｐｗの和）に余剰電力が生じた場合、メンテナンスプログラムを実行することで、管理制御盤４２の動作状態の自己診断、管理制御盤４２と管理制御盤４２に接続される各機器（電気機器、各発電装置等）との間の通信状態の確認、管理制御盤４２に接続されている各機器の動作状態の確認などのシステムメンテナンスを実行する。

図１１には、住宅１０で発電された電力のうちの余剰電力に対する処理を含めた充電処理（余剰電力処理）の概略を示している。なお、ここでは、太陽光発電装置２４の発電電力Ｐｓ、風力発電装置２６の発電電力Ｐｗ、及び燃料電池２８の発電電力の総和を総発電電力Ｐｔｇとし、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６及び燃料電池２８を総称して「発電装置」とする。

このフローチャートは、例えば、図８に示す電力管理処理と並行して実行され、最初のステップ１７０では、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６及び燃料電池２８の各発電装置の発電状態を読み込み、ステップ１７２で、何れかの発電装置が作動しているか否かを確認する。

ここで、発電装置の何れかが作動している場合、ステップ１７２で肯定判定する。これにより、次のステップ１７４では、総発電電力Ｐｔｇを取得し、ステップ１７６では、消費電力Ｐｃを取得する。

なお、総発電電力Ｐｔｇは、例えば、太陽光発電装置２４のみが発電中であれば、発電電力Ｐｓが総発電電力Ｐｔｇとなり、風力発電装置２４と燃料電池２８とが発電中であれば、それぞれの発電電力の和が総発電電力Ｐｔｇとなる。また、総発電電力Ｐｔｇに燃料電池２８の発電電力を含まないようにしても良く、これにより、自然エネルギーを利用した太陽光発電装置２４及び風力発電装置２６の発電電力Ｐｇの余剰電力を用いた処理が可能となる。

次のステップ１６８では、総発電電力Ｐｔｇが消費電力Ｐｃを超えているか否かを確認する。すなわち、系統電源１２の系統電力Ｐａが使用されているか否かを確認すると共に、蓄電池３０及び車両３２から放電されているか否かを確認する。言い換えれば、総発電電力Ｐｔｇが消費電力Ｐｃを超えている場合、系統電源１２からの電力供給が停止されており、且つ、放電電力Ｐｄを含まない総発電電力Ｐｔｇが消費電力Ｐｃを超えていれば、蓄電池３０及び車両３２からの放電が停止されていると判断できる。

ここで、総発電電力Ｐｔｇが消費電力Ｐｃを超えていると、余剰電力が得られている状態であり、ステップ１７８で肯定判定されてステップ１８０へ移行する。このステップ１８０では、蓄電池３０及び車両３２の充電状態を読み込み、次のステップ１８２では、充電が可能か否かを確認する。このとき、例えば、車両３２が出庫しているために充放電装置３２Ａに接続されていなければ、車両３２への充電が不可となる。また、蓄電池３０に上限までの電力が蓄積されていれば、蓄電池３０への充電が不可となる。

ここで、蓄電池３０又は車両３２の少なくとも一方の充電が可能であれば、ステップ１８２で肯定判定して、ステップ１８４へ移行し、余剰電力による充電が可能であることを、例えば、ディスプレイ５２Ａに表示することで居住者に報知する。これにより、充電開始が指示された場合、ステップ１８６で肯定判定してステップ１８８へ移行し、指定に基づいた充電処理を開始する。

図１２（Ａ）、（Ｂ）には、ステップ１８４におけるディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。ここで、図１２（Ａ）に示す表示画面７６では、発電中の電力で蓄電池３０又は車両３２に充電が可能であることを示すメッセージ７６Ａを表示している。なお、このメッセージ７６Ａでは、総発電電力Ｐｔｇとして自然エネルギーによる発電電力Ｐｓ、Ｐｗを適用した例を示している。

また、表示画面７６では、蓄電池３０への充電を実行するように指示するメッセージ７６Ｂ及び充電ボタン７６Ｃと、車両３２への充電を実行するように指示するメッセージ７６Ｄ及び充電ボタン７６Ｅと、キャンセルボタン７４Ｆを設けている。これにより、充電ボタン７６Ｃ、７６Ｅの一方が操作されることで、指示に基づいた充電処理が開始される。なお、車両３２が出庫中であれば、車両３２に対する表示を行わずに、蓄電池３０に関する表示のみを行えばよく、蓄電池３０への充電が不要であれば、車両３２に関する表示のみを行えば良い。また、燃料電池２８の発電電力を含める場合には、自然エネルギーの発電電力に関する表現を変更すればよい。

キャンセルボタン７６Ｆが操作された場合は、図１１では、ステップ１８６で否定判定され、充電を中止する。なお、所定時間が経過し場合、充電を中止するようにしても良い（ステップ１８６で否定判定）が、蓄電池３０と車両３２との間で、充電の優先順位を設定し、表示画面７４に対して応答が無ければ、優先順位の高い方への充電を開始するようにしても良い。

一方、蓄電池３０と車両３２との間では、残容量の相違などにより蓄電池３０への充電と車両３２への充電とでは充電効率に差がある場合がある。ここから、充電効率の高い方を選択して充電を薦めるようにしても良い。図１２（Ｂ）には、このときの表示の一例を示している。この表示画面７８では、車両３２へ充電するときの充電効率が、蓄電池３０へ充電するときよりも高い場合を示すメッセージ７８Ａを、余剰電力で充電可能であることを示すメッセージ７８Ｂと共に表示している。

また、表示画面７８では、充電を指示する充電ボタン７８Ｃ及びキャンセルボタン７８Ｄが表示され、充電ボタン７８Ｃを操作することで、メッセージ７８Ｂに表示している充電対象（ここでは車両３２）に対する充電が開始される。なお、キャンセルボタン７８Ｄの操作で、充電効率が低いとされている蓄電池３０への充電確認のための表示を行っても良く、また、充電を中止するようにしても良い。

一方、図１１では、ステップ１８２又はステップ１８６で否定判定されることでステップ１９０へ移行する。このステップ１９０では、余剰電力を外部へ出力可能であることを報知する表示を行う。

図１３（Ａ）には、このときのディスプレイ５２Ａへの表示の一例を示している。この表示画面８０では、外部へ送電する余裕があることを示すメッセージ８０Ａと共に、送電するか否かを確認するメッセージ８０Ｂ、送電を指示する送電ボタン８０Ｃ、及び送電の停止を指示するキャンセルボタン８０Ｄが設けられている。

図１１では、次のステップ１９２で外部への電力の出力（送電）が指示されたか否かを確認する。このとき、送電ボタン８０Ｃが操作されるとステップ１９２で肯定判定されてステップ１９４へ移行し、送電を開始する。電力監視システム４０では、電力切換装置３４から外部へ電力を出力可能となっており（図２参照）、管理制御盤４２は、ステップ１９４へ移行することで、余剰電力を電力切換装置３４から外部（例えば、系統電源１２）へ出力する。

これに対して、所定時間経過しても送電指示がない場合、及びキャンセルボタン８０Ｄが操作された場合は、ステップ１９２で否定判定されてステップ１９６へ移行する。このステップ１９６では、管理制御盤４２が、システム診断を実行するか否かを確認する。

システム診断などのメンテナンスは、管理制御盤４２に、予め設定された期間ごとに定期的なシステムのメンテナンスを行うように設定される。また、管理制御盤４２では、接続されている冷蔵庫１８やエアコン２０などの各電気機器、太陽光発電装置２４、風力発電装置２６、燃料電池２８などの各発電装置、蓄電池３０、充放電装置３０Ａ、３２Ａ、電力切換装置３４などの各機器について定期的なメンテナンス時期を設定することができる。また、それぞれの機器が自己診断機能を有している場合には、管理制御装置４２が、所定のタイミングで自己診断機能を実行させ、その結果を当該機器から取得する。

ここで、予め設定されたタイミング又は各機器の動作状態からシステム診断を行うと判断すると、ステップ１９８で肯定判定してステップ１９８へ移行し、所定のシステム診断を実行する。また、管理制御盤４２は、システム診断の実行が終了すると、診断結果を履歴として記憶すると共にディスプレイ５２Ａに表示することで、居住者に報知する。

図１３（Ｂ）には、このときのディスプレイ５２Ａの表示の一例を示している。この表示画面８２では、診断結果を表示していることを示すメッセージ８２Ａを表示される。また、表示画面８２では、点検、修理などのメンテナンスが必要と判断される機器及びメンテナンスの内容を示すメッセージ８２Ｂと共に、メッセージ８２Ｂごとに依頼ボタン８２Ｃを設けている。

ここで、図２及び図３に示されるように、管理制御盤４２は、ホストサーバ４８に接続しており、管理制御盤４２は、表示画面８２上で依頼ボタン８２Ｃが操作されることで、対応する機器のメーカ、メンテナンス会社等へホストサーバ４８を介して通知する。これにより、居住者がメーカや、メンテナンス会社を探して連絡しなければならないという煩わしさを解消することができる。

一方、図１１では、ステップ１８８へ移行することで蓄電池３０又は車両３２の充電を行うと、ステップ２００では、充電を行った時間帯、すなわち、余剰電力の発生した時間帯を履歴として記憶する。次のステップ２０２では、記憶している履歴から余剰電力を用いた蓄電池３０及び車両３２の充電を行った頻度（回数）の多い時間帯があるか否かを確認する。

ここで、例えば、予め設定された期間内（例えば、１週間から一月間の単位）で所定回数（その期間に応じて定めた日数）以上、充電を行った場合、ステップ２０２で肯定判定して、ステップ２０４へ移行する。このステップ２０４では、抽出した時間帯に余剰電力が発生した場合に、余剰電力を用いた充電を行うように充電プログラムの設定又は変更を行うように表示することで提案する。

図１３（Ｃ）には、このときの表示の一例を示している。ディスプレイ５２Ａに表示される表示画面８４では、発電電力に余裕が生じ、充電が行われる頻度の高い時間帯を示すメッセージ８４Ａと共に、その時間帯に充電が行われるように設定することを提案するメッセージ８４Ｂを表示する。

これに基づき、居住者が管理制御盤４２に所定の充電プログラムをインストールして、提案された時間帯に充電プログラムが起動されるように設定する。これにより、電力管理盤４２が、当該時間帯に余剰電力が生じた場合に、自動的に蓄電池３０及び車両３２への充電を行う。これにより、充電操作の煩わしさを解消できると共に、蓄電池３０及び車両３２に充電している電力を、住宅１０の電気機器へ供給可能な状態に維持することができる。

なお、図８及び図１１では、居住者の報知する情報をディスプレイ５２Ａに表示するようにしているが、例えば、音声による報知を合わせて行っても良く、また、ディスプレイ５２Ａの表示と音声による報知の何れか一方を選択して行うものであっても良い。更に、これらに限らず、所定の情報を居住者に的確に伝達し得るものであれば、任意の報知方法を適用することができる点は図８と同様である。

また、以上説明した本実施の形態の構成および制御は一例であり、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 住宅
１２ 系統電源
１４ 分電盤
２４ 太陽光発電装置
２６ 風力発電装置
２８ 燃料電池
３０ 蓄電池
３２ 車両
３４ 電力切換装置
４０ 電力管理システム
４２ 管理制御盤
５２Ａ ディスプレイ

Claims (9)

1. 太陽光発電装置を含む自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電手段、及び系統電源を含み、建物の電気機器へ電力を供給する複数の電力源と、
   前記系統電源が最も低くされて前記複数の電力源の各々に設定された優先順位に基づき、前記優先順位の高い前記電力源から電力を供給させ、かつ前記複数の電力源からの供給可能電力が前記建物の前記電気機器で消費される消費電力を超える場合に、前記優先順位の低い電力源について電力供給を停止させるように制御して前記複数の電力源を管理する電力管理手段と、
   前記太陽光発電装置の発電電力が得られると予測される時間帯で、他の時間帯より低くされる前記系統電源の消費上限電力の時間帯ごとの設定に用いられる設定手段と、
   前記系統電源の電力の消費電力が前記設定手段により設定された前記消費上限電力を超えた場合に、前記系統電源の消費電力が前記消費上限電力を超えたことを報知する報知手段と、
   を含む電力管理システム。
2. 前記報知手段は、前記複数の電力源の内で、電力供給が停止されている電力源を報知することを含む請求項１に記載の電力管理システム。
3. 前記報知手段は、前記供給可能電力が前記建物の前記電気機器で消費される消費電力を超えていることを示す情報、及び前記優先順位を報知することを含む請求項２に記載の電力管理システム。
4. 前記電力源として、前記優先順位が前記自然エネルギー発電手段より低く設定され、蓄積された電力を放電可能な蓄電手段を含む、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力管理システム。
5. 前記自然エネルギー発電手段の発電電力に余剰電力が生じた場合に、前記蓄電手段へ充電する請求項４に記載の電力管理システム。
6. 前記電力源として、前記優先順位が前記自然エネルギー発電手段より低く設定され、非自然エネルギーを利用して発電する非自然エネルギー発電手段を含む、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力管理システム。
7. 前記電力源として、前記優先順位が前記蓄電手段より低く設定され、非自然エネルギーを利用して発電する非自然エネルギー発電手段を含む、請求項４又は請求項５に記載の電力管理システム。
8. 前記自然エネルギー発電手段として、風力発電手段を含む請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電力管理システム。
9. 前記複数の電力源及び前記建物の電気機器に対して予め設定されたメンテナンス処理を実行するメンテナンス手段を含み、
   前記電力管理手段は、前記自然エネルギー発電手段の発電電力に余剰が生じた場合に、前記メンテナンス手段を動作させる、
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載の電力管理システム。