(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-09
(45)【発行日】2024-01-17
(54)【発明の名称】充電装置、運転方法、充電システム、及び充放電制御方法
(51)【国際特許分類】
H02J 3/38 20060101AFI20240110BHJP
B60L 53/51 20190101ALI20240110BHJP
B60L 53/53 20190101ALI20240110BHJP
B60L 53/63 20190101ALI20240110BHJP
G06Q 50/06 20240101ALI20240110BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20240110BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20240110BHJP
H02J 3/00 20060101ALI20240110BHJP
H02J 3/32 20060101ALI20240110BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20240110BHJP
H02J 13/00 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
H02J3/38 110
B60L53/51
B60L53/53
B60L53/63
G06Q50/06
H01M10/44 P
H01M10/48 P
H02J3/00 160
H02J3/32
H02J7/00 B
H02J7/00 P
H02J13/00 301A
H02J13/00 301J
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019181665
(22)【出願日】2019-10-01
(65)【公開番号】P2021058051
(43)【公開日】2021-04-08
【審査請求日】2022-08-02
(73)【特許権者】
【識別番号】507151526
【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ
(74)【代理人】
【識別番号】100114557
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 英仁
(74)【代理人】
【識別番号】100078868
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
(72)【発明者】
【氏名】奥田 聡
(72)【発明者】
【氏名】横山 昌央
【審査官】辻丸 詔
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０９５３９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１４８６７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９６２９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－００５１６８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／３８
Ｂ６０Ｌ ５３／５１
Ｂ６０Ｌ ５３／５３
Ｂ６０Ｌ ５３／６３
Ｇ０６Ｑ ５０／０６
Ｈ０１Ｍ １０／４４
Ｈ０１Ｍ １０／４８
Ｈ０２Ｊ ３／００
Ｈ０２Ｊ ３／３２
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｊ １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電素子と、発電設備又は電力系統と前記蓄電素子との間、及び、前記蓄電素子と外部負荷との間で電力を充放電する充放電回路と、
前記充放電回路における充放電を制御する制御部と
を備え、
制御部は、
前記発電設備から前記蓄電素子への受電電力量と、前記蓄電素子から前記外部負荷への放電電力量との差分を算出し、
算出した差分に基づく発電料金を算出し、
前記電力系統からの受電電力量に基づく買電料金を算出し、
前記発電料金と前記買電料金との差額を算出し、
算出した発電料金、買電料金、及び前記差額を含む電気料金に関する情報を出力する充電装置。
【請求項2】
前記外部負荷は、電気自動車に搭載された蓄電素子である、請求項１に記載の充電装置。
【請求項3】
外部サーバ装置と通信接続する通信部を備え、前記制御部は、前記差分に基づくレポートを所定の周期で作成し、
作成したレポートを、前記通信部を介して前記外部サーバ装置へ送信する、請求項１又は２に記載の充電装置。
【請求項4】
前記制御部は、外部からの指示に基づいて前記蓄電素子からの放電を許可する、請求項１から３のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項5】
前記電力系統と、前記発電設備及び蓄電素子との間の電力を測定するセンサと、該センサによって前記発電設備から前記電力系統への逆潮流を検知する検知部と
を備え、
前記制御部は、前記検知部によって逆潮流が検知される場合に、前記発電設備からの電力によって前記蓄電素子を充電する
請求項１から４のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項6】
前記発電設備及び前記電力系統の間に介装させるスイッチと、前記蓄電素子に接続される第１電力線と
を備え、
前記スイッチをオフとして前記発電設備及び前記電力系統の間を切断させてから前記第１電力線を、前記スイッチよりも前記発電設備側の第２電力線に接続させる、請求項１から５のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項7】
請求項６に記載の充電装置の運転方法であって、前記蓄電素子の充電率が第１所定値以下であることを確認する工程と、
前記スイッチをオフとして前記電力系統と前記発電設備との間に介装させる工程と、
前記第２電力線に前記第１電力線を接続する工程と、
前記制御部によって前記スイッチのオフを維持したまま前記発電設備からの電力を前記蓄電素子へ充電させる工程と、
前記蓄電素子の充電率が第１所定値よりも高い第２所定値以上であるか否かを判断する工程と、
前記充電率が前記第２所定値以上であると判断された場合に、前記スイッチをオンとする工程とを含む、充電装置の運転方法。
【請求項8】
蓄電素子と、
発電設備又は電力系統と前記蓄電素子との間、及び、前記蓄電素子と外部負荷との間で電力を充放電する充放電回路と、
前記発電設備及び前記電力系統の間に介装させるスイッチと、
前記蓄電素子に接続される第１電力線と、
前記充放電回路における充放電を制御する制御部と
を備える充電装置の運転方法であって、
前記蓄電素子の充電率が第１所定値以下であることを確認する工程と、
前記スイッチをオフとして前記発電設備及び前記電力系統の間を切断させてから前記第１電力線を、前記スイッチよりも前記発電設備側の第２電力線に接続させることによって、前記電力系統と前記発電設備との間に前記充電装置を介装させる工程と、
前記第２電力線に前記第１電力線を接続する工程と、
前記制御部によって前記スイッチのオフを維持したまま前記発電設備からの電力を前記蓄電素子へ充電させる工程と、
前記蓄電素子の充電率が第１所定値よりも高い第２所定値以上であるか否かを判断する工程と、
前記充電率が前記第２所定値以上であると判断された場合に、前記スイッチをオンとする工程とを含む、充電装置の運転方法。
【請求項9】
発電設備と、発電設備又は電力系統からの電力を受電し、蓄電する蓄電素子を含み、外部負荷へ充電可能な充電装置と、
前記充電装置と通信接続されるサーバ装置とを含み、
前記充電装置は、
前記発電設備からの前記蓄電素子への受電電力量と、前記蓄電素子から前記外部負荷への放電電力量との差分を算出し、
算出した差分に基づく発電料金を算出し、
前記電力系統からの受電電力量に基づく買電料金を算出し、
前記発電料金と前記買電料金との差額を算出し、
算出した発電料金、買電料金、及び前記差額を含む電気料金に関する情報を、前記サーバ装置へ送信する、充電システム。
【請求項10】
蓄電素子と、発電設備又は電力系統である外部電力源及び前記蓄電素子の間、並びに、前記蓄電素子及び外部負荷の間で電力の充放電する充放電回路とを備える充電装置が、前記発電設備から前記蓄電素子への受電電力量を測定し、
前記蓄電素子から前記外部負荷への放電電力量を測定し、
前記受電電力量と、前記放電電力量との差分を算出し、
算出した差分に基づく発電料金を算出し、
前記電力系統からの受電電力量に基づく買電料金を算出し、
前記発電料金と前記買電料金との差額を算出し、
算出した発電料金、買電料金、及び前記差額を含む電気料金に関する情報を出力する
充放電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発電システムに接続される充電装置、運転方法、充電システム、及び充放電制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
太陽光発電の売電価格の低下によって、家庭においても発電した電気を売電せずに自家消費したり、蓄電池に蓄電したりする電力の地産地消が消費者に選択されている。発電した電気の家庭又は施設内での消費及び蓄電池への蓄電の方法として、自家用の電気自動車への充電を実現する充電装置の制御方法が提案されている。
【0003】
特許文献１及び特許文献２には、電力系統からの電力の蓄電池への蓄電と、電力系統および蓄電池からの電力を併用した電気自動車への充電とをコントロールする充電管理の方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開２０１３／０２４６４５号
【文献】特開２０１３－０３１３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
太陽光発電設備によって発電した電力を売電することから家庭、又は施設内での消費へ移行するために、特許文献１，２に開示されているような制御システムが有用である。しかしながら、家庭又は施設内の負荷の電力消費が少ない場合の有効利用については考慮されていない。
【0006】
電気自動車の普及によって、充電スタンドの需要も増している。充電スタンドの数は都市部では充分であると言えるが、都市部以外における充電スタンドの設置密度は十分であるとは言えない。電気自動車の使用者は、何らかの理由で充電の機会を逃すことを考慮して、都市部から電気自動車で遠方へ走行することを控える可能性がある。
【0007】
本発明は、都市部から遠方の地域における余剰電力の有効利用と、充電スタンド不足とを解消する充電装置、運転方法、充電システム、及び充放電制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一実施形態の充電装置は、蓄電素子と、
発電設備又は電力系統と前記蓄電素子との間、及び、前記蓄電素子と外部負荷との間で電力を充放電する充放電回路と、
前記充放電回路における充放電を制御する制御部と
を備え、
制御部は、前記発電設備又は電力系統から前記蓄電素子への受電電力量と、前記蓄電素子から前記外部負荷への放電電力量との差分に基づく情報を出力する充電装置。
発電設備又は電力系統と前記蓄電素子との間、及び、前記蓄電素子と外部負荷との間で電力を充放電する充放電回路と、
前記充放電回路における充放電を制御する制御部と
を備え、
制御部は、前記発電設備又は電力系統から前記蓄電素子への受電電力量と、前記蓄電素子から前記外部負荷への放電電力量との差分に基づく情報を出力する充電装置。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、都市部から遠方の地域における余剰電力の有効利用と、充電スタンド不足とを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態における充電システムの概要図である。
【図2】充電装置の構成を示すブロック図である
【図3】充電装置の充電処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図4】充電装置の放電処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図5】充電装置の管理処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図6】変形例１における充電システムの概要図である。
【図7】充電装置の構成を示すブロック図である。
【図8】制御部による逆潮流防止の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図9】変形例２における受変電装置内における配線を模式的に示す図である。
【図10】変形例２における充電装置の構成を示すブロック図である。
【図11】充電システムの運転開始の工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
充電装置は、蓄電素子と、発電設備又は電力系統と前記蓄電素子との間、及び、前記蓄電素子と外部負荷との間で電力を充放電する充放電回路と、充放電回路における充放電を制御する制御部とを備える。制御部は、前記発電設備又は電力系統から前記蓄電素子への受電電力量と、前記蓄電素子から前記外部負荷への放電電力量との差分に基づく情報を出力する。
【0012】
上記構成により、充電装置は外部電力源に接続させることができ、外部電力源からの電力を蓄電素子に充電し、外部負荷への充電に利用することができる。既設の発電設備から、家庭又は施設内での自家消費できる分を超えた発電電力を、電力系統へ逆潮流させずに、外部負荷へ提供させることが可能になる。
【0013】
受電電力量と外部負荷への放電電力量との差分の情報を出力することができるので、どれほど発電し、どれほど放電したのかの情報に基づいた買電売電の差額の相当分を算出してサービス提供を可能にしたり、蓄電素子への蓄電量に相当する電気を算出したりできる。
【0014】
前記充電装置において前記外部負荷は、電気自動車に搭載された蓄電池でもよい。
【0015】
上記構成により、充電装置を既設の発電設備に接続することによって、家庭又は施設内での自家消費できる分を超えた発電電力を、電力系統へ逆潮流させずに、電気自動車の蓄電池の充電に利用させることが可能になる。放電電力量に応じて料金の徴収を可能とする。自家消費のみならず、公共の充電スタンドとしての利用が可能になり、都市部から遠方の地域における余剰電力の有効利用と、充電スタンド不足とを解消することができる。
【0016】
前記充電装置の制御部は、前記差分に基づく電気料金に関する情報を出力してもよい。
【0017】
上記構成により、電力会社への電気料金を出力して発電設備の所有者に知らせることができる。
【0018】
前記充電装置は、外部サーバ装置と通信接続する通信部を備え、前記制御部は、前記差分に基づくレポートを所定の周期で作成し、作成したレポートを、前記通信部を介して前記外部サーバ装置へ送信する。
【0019】
上記構成により、充電電力量と放電電力量との差分に関する情報に基づくレポートが外部サーバ装置される。外部サーバ装置から、電気自動車のユーザへ充電スタンドの案内を送信することが可能になり、既設の発電設備に接続された充電装置の公共の充電スタンドとしての利用を促進することができる。
【0020】
前記充電装置において前記制御部は、外部からの指示に基づいて前記蓄電素子からの放電を許可してもよい。
【0021】
上記構成により、非災害時は、所有者及び料金を支払うことができるユーザ等の特定のユーザのみが充電装置を使用できるように制御することを可能としつつ、災害時は外部サーバ装置から蓄電素子からの放電を、特定のユーザ以外にも許可して有効利用される。充電装置の蓄電素子からの放電と充電との差分に基づく情報を出力できるので、災害時における提供量を発電設備毎に特定することもできる。
【0022】
前記充電装置は、前記電力系統と、前記発電設備及び蓄電素子との間の電力を測定するセンサと、該センサによって前記発電設備から前記電力系統への逆潮流を検知する検知部とを備えてもよい。前記制御部は、前記検知部によって逆潮流が検知される場合に、前記発電設備からの電力によって前記蓄電素子を充電する。
【0023】
上記構成により、発電設備から電力系統への逆潮流を実際に検知した場合にこれを有効利用させるように充電を実行して逆潮流を抑止することができる。
【0024】
前記充電装置は、前記発電設備及び前記電力系統の間に介装させるスイッチと、前記蓄電素子に接続される第１電力線とを備える。前記スイッチは、制御部に制御される。制御部は、前記スイッチをオフとして前記発電設備及び前記電力系統の間を切断させてから前記第１電力線を、前記スイッチよりも前記発電設備側の第２電力線に接続させる。
【0025】
前記充電装置を、既設の発電設備に接続させるための運転方法は、前記蓄電素子の充電率が第１所定値以下であることを確認する工程と、前記スイッチをオフとして前記電力系統と前記発電設備との間に介装させる工程とを含む。運転方法は、前記第２電力線に前記第１電力線を接続する工程と、前記制御部によって前記スイッチのオフを維持したまま前記発電設備からの電力を前記蓄電素子へ充電させる工程とを含む。運転方法は、前記蓄電素子の充電率が第１所定値よりも高い第２所定値以上であるか否かを判断する工程と、前記充電率が前記第２所定値以上であると判断された場合に、前記スイッチをオンとする工程とを含む。
【0026】
上記構成により、充電装置を既設の発電設備に接続することが容易になる。充電装置の輸送時には蓄電素子の充電率を、空と判断される第１所定値以下であることを確認してから輸送するから、安全に輸送することが可能である。充電装置、電力系統と発電設備との間を切断して電力が相互に流れないようにしてから発電設備へ接続される。
【0027】
充電装置の蓄電素子は、空と判断される程の充電率であるから、電力系統と発電設備との間に接続された場合、電力系統からの充電が開始されようとする。電力系統から蓄電素子への充電に電力を使用する場合、買電量が大きくなるので回避されることが好ましい。上記構成により、前記充電装置を接続する際に、電力系統から蓄電素子へ電力が供給されることをスイッチのオフで抑止することができる。充電率が、発電設備で発生した電力で満充電に近いと判断される第２の所定値に近まると接続されてから初めて、スイッチがオンに切り替えられる。上記構成により、安全且つ円滑に、充電装置を既設の発電設備に対し接続させることができる。
【0028】
充電システムは、発電設備と、発電設備からの電力を受電し、蓄電する蓄電素子を含み、外部負荷へ充電可能な充電装置と、前記充電装置と通信接続されるサーバ装置とを含み、前記充電装置は、前記発電設備からの受電電力量と、前記外部負荷への放電電力量との差分に基づく情報を、前記サーバ装置へ送信する。
【0029】
充放電制御方法では、蓄電素子と、外部電力源及び蓄電素子の間、並びに、蓄電素子及び外部負荷の間で電力の充放電する充放電回路とを備える充電装置が、前記外部電力源からの受電電力量を測定し、前記外部負荷への放電電力量を測定し、前記外部電力源からの受電電力量と、前記外部負荷への放電電力量との差分を算出し、算出した差分に基づく情報を出力する。
【0030】
本開示をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
【0031】
【0032】
充電システム１００は、発電設備２、パワーコンディショナ３、充電装置１、及び受変電装置４を含む。発電設備２は、太陽光パネルを用いて発生した電力を出力する。パワーコンディショナ３は、発電設備２から出力された直流電力を交流電力へ変換して出力する装置である。パワーコンディショナ３は、受変電装置４に電力線を介して接続されている。受変電装置４は、発電設備２から出力された電力を受け、充電システム１００が設置された家庭若しくは設備内の負荷群へ電力を出力するか、電力系統Ｅからの電力を負荷群へ出力するかを切り替える。受変電装置４は、電力の出力先に応じて変圧する変圧装置として機能する。
【0033】
充電装置１は、蓄電素子１０と、電気自動車ＥＶへの充電を可能とする充放電回路とを備え、受変電装置４と接続されている。充電装置１は、発電設備２から出力された電力を蓄えたり、電力系統Ｅからの電力を蓄えたり、蓄えた電力で電気自動車Ｖを充電したりする。
【0034】
実施の形態１における受変電装置４は、発電設備２からの電力を負荷群へ出力するか、充電装置１へ出力するか、電力系統Ｅからの電力を負荷群へ出力するか、充電装置１へ出力するかを切り替える分電盤である。切替は、図示しないＨＥＭＳ（Home Energy Management System ）又はパワーコンディショナ３によって制御される。
【0035】
充電装置１は、ネットワークＮを介して管理サーバ５と通信接続が可能である。管理サーバ５は例えば、充電装置１のメーカが管理し、充電装置１から電気自動車への充電サービスを提供するためのデータを充電装置１との間で送受信する。管理サーバ５は、電力系統Ｅの管理会社が管理してもよい。ネットワークＮは、公衆通信網、キャリアネットワーク又は専用線を含む。
【0036】
充電装置１は、蓄電素子１０と、制御部１１、記憶部１２、充放電回路１３、操作部１４、通信部１５とを備える。
【0037】
蓄電素子１０は、鉛蓄電池及びリチウムイオン電池のような二次電池や、キャパシタのような、再充電可能なものであることが好ましい。蓄電素子１０の一部が、再充電不可能な一次電池であってもよい。本実施の形態における蓄電素子１０は、リチウムイオン電池の蓄電セルを複数接続した蓄電モジュールを含む。蓄電素子１０は他の例では鉛蓄電池である。
【0038】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を用いたプロセッサであり、内蔵するＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを用い、各構成部を制御して処理を実行する。制御部１１は、内蔵するタイマー機能によって任意のタイミングの時刻を取得できる。制御部１１は、記憶部１２に記憶されている制御プログラム１Ｐに基づく処理を実行する。
【0039】
記憶部１２は、例えばハードディスク又はＳＳＤ（Solid State Drive ）等の不揮発性メモリを用いる。記憶部１２には、上述した制御プログラム１Ｐが記憶されている。記憶部１２に記憶される制御プログラム１Ｐは、記録媒体６に記憶してある制御プログラム６Ｐを制御部１１が読み出して記憶部１２に複製したものであってもよい。記憶部１２は、制御部１１の処理によって作成されるデータが記憶される。
【0040】
充放電回路１３は、インバータ、コンバータ、各種リレー等の多様な回路素子を含み、蓄電素子１０又は受変電装置４を介して発電設備２又は電力系統Ｅから電気自動車に搭載されている蓄電池への急速充電を実現する。充放電回路１３は、電力線１０４で受変電装置４に接続される。充放電回路１３は、電気自動車の充電コネクタに対応するコネクタと電力線１０５を介して接続されている。
【0041】
操作部１４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等のディスプレイと、ディスプレイに内蔵されるタッチパネルとを含むユーザインタフェースである。操作部１４は、制御プログラム１Ｐに基づいて操作画面を表示し、操作画面上で操作を受け付ける。操作部１４は、ディスプレイと、物理ボタンとであってもよい。
【0042】
通信部１５は、ネットワークＮを介した通信接続及びデータの送受信を実現する通信デバイスである。具体的には通信部１５はネットワークＮに対応したネットワークカードである。通信部１５は、図示しないルータ機器を介して管理サーバ５との通信接続を実現してもよい。
【0043】
【0044】
図３は、充電装置１の充電処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部１１は、蓄電素子１０における充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を取得し（ステップＳ１０１）、充電率を受変電装置４へ通知する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１における充電率は、制御部１１自身によって算出してもよいし、蓄電素子１０が含む電池管理装置（ＢＭＵ:Battery Management Unit ）によって算出された充電率を取得してもよい。充電率に応じて、受変電装置４は充電装置１へ電力を出力するか否か、出力する場合の電力量をどうするかを決定することができる。充電装置１側にて充電率又は電気自動車が接続されているか否かによって受変電装置４側へ電力供給を要求する構成としてもよい。
【0045】
制御部１１は、受変電装置４を介したパワーコンディショナ３からの受電電力量を取得し（ステップＳ１０３）、記憶部１２に記憶する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０３における受電電力量は、図３のフローチャートの繰り返し単位時間当たりの電力量でもよいし、その他、設定された時間当たりの電力量を測定又は電池管理装置から取得されたものである。
【0046】
制御部１１は、受変電装置４を介した電力系統Ｅからの受電電力量を取得し（ステップＳ１０５）、記憶部１２に記憶し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
【0047】
制御部１１は図３のフローチャートに示した処理手順を、繰り返し実行する。タイミングによって、パワーコンディショナ３からの受電電力量および電力系統Ｅからの受電電力量は、両方若しくはいずれか一方がゼロであってよい。ゼロの場合は受電電力量がゼロとして記憶部１２に記憶される。
【0048】
図４は、充電装置１の放電処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部１１は、操作部１４にて電気自動車への充電要求の操作がされると以下の処理を開始する。
【0049】
制御部１１は、充電要求者の認証を実行する（ステップＳ２０１）。
【0050】
ステップＳ２０１において例えば制御部１１は、充電要求者が、充電装置１の管理者、すなわち発電設備２の所有者から許可を得ているか否かを、パスワードを要求して認証する。パスワードは、充電要求者から管理者へ料金の支払いがあった場合に管理者から付与されるものであってもよい。
【0051】
他の例で制御部１１は、ステップＳ２０１において、予め管理サーバ５にて充電要求者が所持する情報端末装置から要求を受け付けて、充電要求者を確認するために一時的に作成し、管理サーバ５が充電装置１及び充電要求者の情報端末装置へ通知した認証情報を用いて認証してもよい。管理サーバ５は、予めサービス提供を受ける一般ユーザである充電要求者のユーザ登録を受け付けておき、登録されたユーザに対して充電可能な充電スタンドを案内すると共に、事前に充電を可能とするパスワードの発行を受け付け、充電装置１へ充電予約としてユーザのユーザＩＤ及びパスワードを送信してもよい。
【0052】
制御部１１は、ステップＳ２０１で認証された場合に、充放電回路１３のコネクタの電気自動車への接続を許可し（ステップＳ２０２）、充電開始時刻を取得し（ステップＳ２０３）、電気自動車への充電制御を開始する（ステップＳ２０４）。
【0053】
制御部１１は、放電量を計測し（ステップＳ２０５）、充電が完了したか否かを判断する（ステップＳ２０６）。充電が未完であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、制御部１１は処理をステップＳ２０５へ戻す。充電が完了したと判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、制御部１１は、充電終了時刻を取得する（ステップＳ２０７）。
【0054】
制御部１１は、充電開始から充電終了までの放電電力量を算出し（ステップＳ２０８）、記憶部１２に記憶する（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０８において制御部１１は、ステップＳ２０５で計測した放電量の累積として算出してよい。
【0055】
放電電力量、充電開始時刻、及び充電終了時刻に基づいて電気自動車への充電に係る料金を算出する（ステップＳ２１０）。制御部１１は、算出した料金を出力し（ステップＳ２１１）、記憶部１２に記憶し（ステップＳ２１２）、処理を終了する。
【0056】
ステップＳ２１０において制御部１１は、放電電力量のみで料金を算出してもよい。
【0057】
ステップＳ２１１における出力先は、管理サーバ５か、充電装置１の管理者である。出力の方法は、通信部１５を介した管理サーバ５への出力であってよい。この場合、制御部１１は、充電要求者の認証情報に対応付けて料金及び時刻を出力する。出力の方法は、受変電装置４を介して管理者が確認可能なモニタへの通知であってもよいし、プリンタを用いた印刷出力であってもよいし、記憶部１２へのログ出力であってもよい。
【0058】
図４のフローチャートに示した処理手順の開始及び終了時に制御部１１は、管理サーバ５又は充電装置１の管理者に向けて電気自動車への充電があったことを通知してもよい。
【0059】
図５は、充電装置１の管理処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部１１は、以下に示す処理手順を例えば１日に１回等の設定された周期で実行する。
【0060】
制御部１１は、記憶部１２に記憶してあるパワーコンディショナ３を介した発電設備２からの受電電力量を読み出す（ステップＳ３０１）。制御部１１は、電力系統Ｅからの受電電力量を読み出す（ステップＳ３０２）。
【0061】
制御部１１は、放電電力量を記憶部１２から読み出す（ステップＳ３０３）。
【0062】
制御部１１は、ステップＳ３０１で読み出した発電設備２からの受電電力量と放電電力量との差分を算出し（ステップＳ３０４）、差分と、設定されている発電に係る単位電力当たりの料金とに基づいて発電料金を算出する（ステップＳ３０５）。
【0063】
制御部１１は、ステップＳ３０２で読み出した電力系統Ｅからの受電電力量と、設定されている受電に係る単位電力当たりの料金とに基づく買電料金を算出し（ステップＳ３０６）、電気自動車への充電について算出した料金との差額を算出する（ステップＳ３０７）。
【0064】
制御部１１は、ステップＳ３０５－Ｓ３０７で算出した料金、差額を含むレポートを作成し（ステップＳ３０８）、作成したレポートを記憶部１２に記憶する（ステップＳ３０９）。制御部１１は、作成したレポートを管理サーバ５へ送信し（ステップＳ３１０）、処理を終了する。
【0065】
発電設備２からの受電電力量と電力系統Ｅからの受電電力量とが区別できない場合、制御部１１は、ステップＳ３０４－Ｓ３０７において、受電電力量と放電電力量との差分に基づく電気料金を算出してもよい。
【0066】
管理サーバ５では、充電装置１のメーカが管理している場合、電気自動車への充電の料金の一部を充電装置１のメンテナンス費用から差し引いてもよいし、発電設備２の管理者が直接的に充電要求者から徴収している場合、メンテナンス費用に一部上乗せした請求額を算出するといった運用をしてもよい。
【0067】
管理サーバ５が電力系統Ｅの管理会社によって管理されている場合、充電要求者から充電装置１の利用料として管理会社が徴収し、発電設備２の所有者へは、買電料金と、充電について算出された料金との差額分を、電力系統Ｅから要求するように運用する。その他、予め管理会社によって設計される料金の差し引きを行なうために、充電装置１から送信されるレポートが使用されるとよい。
【0068】
上述した処理を実行する充電装置１を既存の発電設備２に接続させることによって、発電した電力を、発電設備２の所有者自身の電気自動車への充電等、家庭又は施設内での自家消費にとどまらず、スポット的な充電サービスを提供することが可能となる。都市部でない地域で使用されている発電設備２に充電装置１を接続させ、充電スタンド不足を解消し、電気自動車の使用を促進することができる。既設の発電設備２に充電装置１を接続することにより、電力系統Ｅへ逆潮流させないように制御し、電力系統Ｅにおける周波数の影響を低減させることも可能になる。
【0069】
充電装置１は、充電するために蓄電素子１０を内部に備えるから、災害時のバックアップ電源としての機能を果たすことも可能である。この場合、図４のフローチャートのステップＳ２０１において、管理サーバ５からの指示によって、又は、管理者向けに非常用の際に設定されている認証情報によって電気自動車及び電気自動車以外への放電を可能とする。
【0070】
実施の形態１では、充電装置１は、既存の発電設備２、パワーコンディショナ３及び受変電装置４に接続される構成として説明した。しかしながら充電装置１は、蓄電素子を内蔵するパワーコンディショナ３の一部として実現されてもよい。
【0071】
（変形例１）
上述したように、充電装置１を既設の発電設備２に接続することによって、発電設備２からの電力を電力系統Ｅへ逆潮流させることなく、有効利用することができる。逆潮流をより確実に抑止するために、充電装置１は以下のような構成を有しているとよい。
上述したように、充電装置１を既設の発電設備２に接続することによって、発電設備２からの電力を電力系統Ｅへ逆潮流させることなく、有効利用することができる。逆潮流をより確実に抑止するために、充電装置１は以下のような構成を有しているとよい。
【0072】
図６は、変形例１における充電システム１００の概要図であり、図７は、充電装置１の構成を示すブロック図である。変形例１では、受変電装置４と電力系統Ｅとの間に電流センサ１６が設けられている。電流センサ１６によって、電力系統Ｅと、発電設備２及び充電装置１との間の電力の流れを測定することができる。変形例２の充電装置１は、電流センサ１６からの信号を入力する入力部１７を備える。入力部１７は、制御部１１はＣＰＵ又はＧＰＵの入出力ポートであってよい。
【0073】
制御部１１は、起動している間、電気自動車Ｖへ蓄電素子１０から充電させている期間を除いて以下の処理を継続して繰り返し実行する。図８は、制御部１１による逆潮流防止の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【0074】
制御部１１は、入力部１７を介して電流センサ１６によって出力される信号から、電流値を読み取る（ステップＳ４０１）。制御部１１は、読み取った電流値によって、前記検知部によって逆潮流が検知されるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。制御部１１は、逆潮流が検知されないと判断された場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、処理を終了する。この場合、制御部１１は、所定の待機時間経過後再度ステップＳ４０１から処理を実行する。
【0075】
ステップＳ４０２における判断では、電流値、他の負荷群の動作を考慮して逆潮流の予兆があるか否かを判断し、予兆がある場合に逆潮流を検知してもよい。
【0076】
制御部１１は、ステップＳ４０２にて逆潮流が検知されると判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、発電設備２からの電力によって蓄電素子１０を充電する（ステップＳ４０３）。制御部１１は、蓄電素子１０の充電率、又は発電設備２からの電力量に基づく充電停止条件を満たすか否かを判断し（ステップＳ４０４）、充電停止条件を満たすと判断されるまで（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、充電を継続する。
【0077】
制御部１１は、充電停止条件を満たさないと判断された場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、処理をステップＳ４０３へ戻す。
【0078】
制御部１１は、充電停止条件を満たすと判断された場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、処理を終了する。この場合も制御部１１は、所定の待機時間経過後再度ステップＳ４０１から処理を実行する。
【0079】
上述したように、充電装置１を既設の発電設備２に接続することによって、発電設備２から電力系統Ｅへの逆潮流を防いで有効利用することが可能になる。
【0080】
（変形例２）
上述した充電装置１を既設の発電設備２及び受変電装置４に加えて充電システム１００を以下のような工程で構築するように、充電装置１が構成されていてもよい。図９は、変形例２における受変電装置４内における配線を模式的に示す図であり、図１０は、変形例２における充電装置１の構成を示すブロック図である。
上述した充電装置１を既設の発電設備２及び受変電装置４に加えて充電システム１００を以下のような工程で構築するように、充電装置１が構成されていてもよい。図９は、変形例２における受変電装置４内における配線を模式的に示す図であり、図１０は、変形例２における充電装置１の構成を示すブロック図である。
【0081】
受変電装置４には、発電設備２と接続される電力線２２に手動式のブレーカー４１が設けられている。ブレーカー４１は発電設備２及びパワーコンディショナ３と共に既設であり、基本的にオン状態のままで充電システム１００が稼働する。受変電装置４では、電力系統Ｅと負荷群との間の電力線が接続されている。負荷群におけるブレーカーは、負荷群側が設置されている家庭又は施設内に設けられていることが好ましい。
【0082】
変形例２における受変電装置４では、負荷群と電力系統Ｅとの間の接続点と、発電設備２及びパワーコンディショナ３側のブレーカー４１の電力系統Ｅ側端子との間に、充電装置１の充放電回路１３を介して蓄電素子１０に接続されている電力線１０１が接続される。
【0083】
変形例２における充電装置１は、発電設備２及び電力系統Ｅの間に介装させるスイッチ１９を備える。スイッチ１９は、制御部１１と出力部１８及び信号線を介して接続されており、制御部１１からの制御信号に応じてオン・オフが切り替わる。スイッチ１９は、例えば、マグネットスイッチを用いる。スイッチ１９は、マグネットスイッチに限らず、他のリレースイッチでもよい。
【0084】
図１１は、充電システム１００の運転開始の工程を示す図である。発電設備２へ向けて出荷される直前の充電装置１に対し、蓄電素子１０の充電率が第１所定値（例えば１０％）以下であることが確認される（工程１）。次に、充電装置１に接続されているスイッチ１９をオフとして電力系統Ｅと発電設備２との間に介装させる（工程２）。即ち、図１０におけるブレーカー４１と、電力系統Ｅから負荷群への分岐点との間にスイッチ１９を設ける。工程２の段階で、電流センサ１６も電力系統Ｅと上記分岐点との間に設けるとよい。
【0085】
次に、充電装置１の蓄電素子１０と接続されている電力線１０４をブレーカー４１の電力系統Ｅ側の端子とスイッチ１９との間に接続する（工程３）。
【0086】
充電装置１の制御部１１は、スイッチ１９のオフを維持したまま発電設備２からの電力を蓄電素子１０へ充電させるように充放電回路１３を制御する（工程４）。工程４では初回設置時であるから、発電設備２によって発電中でない場合であっても、スイッチ１９をオフとしたままとする。
【0087】
次に充電装置１の制御部１１は、蓄電素子１０の充電率が第２所定値（例えば８０％）以上であるか否かを、継続して判断する（工程５）。
【0088】
その後、制御部１１は、蓄電素子１０の充電率が第２所定値以上となったことを確認すると（工程６）、スイッチ１９をオンとするように制御する（工程７）。以後、充電装置１の制御部１１による制御は、図３－図５、及び図８のフローチャートに示した処理を実行する。このように、充電装置１の初回設置直後は、発電設備２によって発電中でない場合であっても、スイッチ１９をオフとしたままとする。これにより、安全輸送のために空状態となっている蓄電素子１０へ、電力系統Ｅから大量の電力が充電のために使用されることを回避できる。
【0089】
上述のように開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0090】
１ 充電装置
１０ 蓄電素子
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 充放電回路
１５ 通信部
１Ｐ 制御プログラム
２ 発電設備
３ パワーコンディショナ
４ 受変電装置
５ 管理サーバ
Ｅ 電力系統
１０ 蓄電素子
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 充放電回路
１５ 通信部
１Ｐ 制御プログラム
２ 発電設備
３ パワーコンディショナ
４ 受変電装置
５ 管理サーバ
Ｅ 電力系統
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】