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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-07
(54)【発明の名称】エネルギー配分システム
(51)【国際特許分類】
H02J 13/00 20060101AFI20220131BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20220131BHJP
H02J 3/32 20060101ALI20220131BHJP
H02J 3/38 20060101ALI20220131BHJP
H02J 3/46 20060101ALI20220131BHJP
【ＦＩ】
H02J13/00 311K
H02J7/35 K
H02J3/32
H02J3/38 130
H02J3/46
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021534323
(86)(22)【出願日】2019-12-11
(85)【翻訳文提出日】2021-06-11
(86)【国際出願番号】 EP2019084685
(87)【国際公開番号】W WO2020120591
(87)【国際公開日】2020-06-18
(31)【優先権主張番号】18212041.0
(32)【優先日】2018-12-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521258566
【氏名又は名称】クラフトストローム・リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＣＲＡＦＴＳＴＲＯＭ ＬＩＭＩＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】Ｓｕｉｔｅ Ｎｏ．８６６０，Ｔｗｏ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓｑｕａｒｅ，８ Ｃｏｎｎａｕｇｈｔ Ｐｌａｃｅ，Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ，３９０５，Ｃｈｉｎａ
(71)【出願人】
【識別番号】521258577
【氏名又は名称】クリスティアン・メーレン
【氏名又は名称原語表記】ＭＯＥＨＬＥＮ，Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ
【住所又は居所原語表記】Ａｒｍｂｒｕｓｔｓｔｒａｓｓｅ ５，２０２０５７ Ｈａｍｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】クリスティアン・メーレン
(72)【発明者】
【氏名】シュテファン・アルパド・シェーラー
【テーマコード（参考）】
5G064
5G066
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G064AA01
5G064AC06
5G064AC09
5G064BA02
5G064CB08
5G064CB12
5G064DA07
5G066HA15
5G066HB06
5G066HB09
5G066JA01
5G066JB03
5G066KA06
5G503AA01
5G503AA06
5G503BA01
5G503BA02
5G503BB01
5G503DA04
5G503DA18
5G503GD04
(57)【要約】
エネルギー配分システム（１００）は、ソーラーパネルシステム（１０）とローカルなエネルギー貯蔵システム（２０）を含み、それぞれがホームグリッドの電源ソケットに差し込むことができ、それぞれが通信ユニット（１１，２１）を有する。システム（１００）は、制御ユニット（３０）と処理ユニット（３２）をさらに含み、制御ユニット（３０）は、ソーラーパネルシステム（１０）に関する情報、及びエネルギー貯蔵システム（２０）に関する情報を、通信ユニット（１１、２１）を介して受信するように構成された第３の通信ユニット（３１）を含む。処理ユニット（３２）は、受信した情報に基づいて、エネルギー貯蔵システム（２０）へのホームグリッド内のエネルギーの配分を決定し、それに応じてエネルギー貯蔵システム（２０）のための制御信号を生成するように構成される。第３の通信ユニット（３１）は、生成された制御信号をエネルギー貯蔵システム（２０）に送信するようにさらに構成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エネルギー配分システムであって、好ましくはソーラーパネルシステムである、ローカルなエネルギー源であって、前記ローカルなエネルギー源に関する情報を送信するように構成された第１の通信ユニットを含むか、又はそれに通信可能に連結され、ホームグリッドの電源ソケットに差し込むことができる、ローカルなエネルギー源と、
好ましくはバッテリー及び前記バッテリーのベースを含む、ローカルなエネルギー貯蔵システムであって、前記エネルギー貯蔵システムに関する情報を送信し、制御信号を受信するように構成された第２の通信ユニットを含むか、又はそれに通信可能に連結され、前記ホームグリッドの別の電源ソケットに差し込むことができる、ローカルなエネルギー貯蔵システムと、
第３の通信ユニット及び処理ユニットを含む制御ユニットであって、前記第１の通信ユニットから前記ローカルなエネルギー源に関する情報を受信し、前記第２の通信ユニットから前記エネルギー貯蔵システムに関する情報を受信するように構成される、制御ユニットと
を含み、
前記処理ユニットは、受信した情報に基づいて、前記ホームグリッド内のエネルギーの前記エネルギー貯蔵システムへの配分を決定し、それに応じて前記エネルギー貯蔵システムの制御信号を生成するように構成され、
前記第３の通信ユニットはさらに、生成された前記制御信号を前記エネルギー貯蔵システムに送信するように構成される
エネルギー配分システム。
【請求項2】
前記第１及び第２の通信ユニットは、無線ローカルエリアネットワークを介して通信するように構成され、好ましくは、前記第３の通信ユニットは、外部接続を介して前記ローカルエリアネットワークに連結される、請求項１に記載のエネルギー配分システム。
【請求項3】
前記第１及び第２の通信ユニットはさらに、前記無線ローカルエリアネットワークとは異なる無線通信チャネルを介して互いに無線通信するように構成される、請求項１又は２に記載のエネルギー配分システム。
【請求項4】
前記無線通信チャネルを介した前記第１及び第２の通信ユニット間の前記無線通信は、前記エネルギー貯蔵システム及び／又は前記ソーラーパネルの要求に応じて、前記ソーラーパネルから前記エネルギー貯蔵システムにデータを送信することを含む、請求項３に記載のエネルギー配分システム。
【請求項5】
前記制御ユニットは、前記エネルギー貯蔵システムから離れており、前記エネルギー貯蔵システムは、前記エネルギー貯蔵システム、好ましくはそのバッテリーの充電及び放電を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のエネルギー配分システム。
【請求項6】
前記コントローラは、前記制御ユニットから送信されるガイドラインに従って動作するように構成される、請求項５に記載のエネルギー配分システム。
【請求項7】
前記コントローラはさらに、前記ソーラーパネルから直接送信される情報に基づいて動作するように構成される、請求項６に記載のエネルギー配分システム。
【請求項8】
前記コントローラは、前記ソーラーパネルから送信された情報に基づいてガイドラインを変更するように構成される、請求項７に記載のエネルギー配分システム。
【請求項9】
前記エネルギー貯蔵システムはさらに、充電状態を監視して監視情報を生成するように構成され、前記エネルギー貯蔵システムの前記コントローラは、前記充電及び／又は放電を制御するため、前記監視情報を使用するように構成される、請求項５～８のいずれか１項に記載のエネルギー配分システム。
【請求項10】
前記エネルギー貯蔵システムの前記コントローラに内部クロックがさらに提供され、前記コントローラが、事前に定義された時点に前記エネルギー貯蔵システムの動作が変化するように構成されている、請求項５～９のいずれか１項に記載のエネルギー配分システム。
【請求項11】
前記制御ユニットの前記第３の通信ユニットが、前記エネルギー貯蔵システムの前記コントローラに情報概要の要求を送信するように構成され、前記情報概要は、前記エネルギー貯蔵システムの前記コントローラに関連付けられたメモリに少なくとも一時的に保存される、請求項５～１０のいずれか１項に記載のエネルギー配分システム。
【請求項12】
前記エネルギー貯蔵システムの前記コントローラが、前記制御ユニットに送信する前に前記情報概要を暗号化するように構成されている、請求項１１に記載のエネルギー配分システム。
【請求項13】
前記制御ユニットは、ユーザーデバイスと通信するように構成される、請求項１～１２のいずれか１項に記載のエネルギー配分システム。
【請求項14】
ローカルなエネルギー源、ローカルなエネルギー貯蔵システム、及びホームグリッドを含むホームネットワークにおけるエネルギー配分の方法であって、前記ローカルなエネルギー源及び前記ローカルなエネルギー貯蔵システムが前記ホームグリッドに接続され、前記ホームグリッドにはさらにパブリックグリッドへのアクセスが提供されており、
前記ローカルなエネルギー源及び前記エネルギー貯蔵システムはそれぞれ、無線ローカルエリアネットワークを介して制御ユニットの第３の通信ユニットに通信するように構成された第１の通信ユニットと第２の通信ユニットを含み、
前記方法は、前記ローカルなエネルギー源による発電及び前記ホームネットワークにおける電力消費に応じて、前記ローカルなエネルギー貯蔵システムにおける充電及び／又は放電を制御するステップを含む
方法。
【請求項15】
前記制御するステップが、前記制御ユニットから前記エネルギー貯蔵システムに動作ガイドラインを送信すること、
実際の発電量と電力消費量の情報を受信すること、
必要に応じて、受け取った情報に基づいて前記動作ガイドラインを変更すること、
前記動作ガイドラインに従って、充電又は放電の速度を設定すること
を含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エネルギー供給及びエネルギー消費の配分を改善するためのシステムのアーキテクチャに関する。このシステムは、少なくとも１つのローカルなエネルギー源、少なくとも１つのエネルギー貯蔵デバイス、及び複数のエネルギー消費デバイスがすべて同じ家庭用エネルギーグリッドに接続されている、特にアパートや家などの家庭環境での使用が想定されている。
【背景技術】
【0002】
家庭でのエネルギー供給の従来の配分は単純である：エネルギーは外部（すなわち、公共のエネルギーグリッド）から家庭のエネルギーグリッドに供給され、この家庭のエネルギーグリッドに接続されたさまざまな電気機器によって消費される。屋上のソーラーパネルなどの形で、ローカルな独立したエネルギー生産がますます行われている。これは、家庭のエネルギーグリッドに供給される第２のエネルギー源である。家庭で消費されないすべての生成されたエネルギーは、パブリックグリッドに追加され、消費者はそのようなエネルギー生産に対して料金を得ることができる。それに加えて、そのようなシステムには、パブリックグリッドへの電力供給を追跡するための別個のメーターが含まれている。
【0003】
ソーラーパネルやその他のローカルなエネルギー源は、専門の技術者が設置することもできるが、ユーザーが既存の電源ソケット／コンセントにパネルを単に差し込むだけで済む、いわゆる「プラグアンドプレイ」（ｐｌｕｇ ＆ ｐｌａｙ）ソリューションも提案されている。以下の説明では、ソーラーパネルが例示的なシステムとして使用されているが、これは、例えば風力エネルギーに基づくシステムなど、他のタイプのローカルな独立したエネルギー源を除外することを意図していないことに留意されたい。
【0004】
ソーラーパネルなどのローカルな独立したエネルギー源は、多くの場合、不規則な及び／又は予測できないエネルギー収量がある。したがって、バッテリーなどの家庭内のエネルギー貯蔵システムにエネルギーを一時的に貯蔵できるようにすることで、パブリックグリッドからのエネルギーの取得とパブリックグリッドへのエネルギーの供給との間の際限のない切り替えを防ぐことができる。
【0005】
既存のソリューションでは、そのようなエネルギー貯蔵システムは、多くの場合、ソーラーパネルシステムに統合及び／又は密接に接続されている。特に、ソーラーパネルとエネルギー貯蔵システムは通常、直列に接続されており、これらが一緒になって、より信頼性が高く安定した生産を行うエネルギー源として機能することを保証する。ソーラーパネルによって生成され、バッテリーに蓄えられたエネルギーが、エネルギー消費デバイスによって必要とされるよりも少ない場合、パブリックグリッドから補充される。ソーラーパネルがエネルギー消費デバイスの必要以上のエネルギーを生成した場合、この余剰エネルギーはまずバッテリーの充電に使用され、バッテリーがフルになった場合にのみパブリックグリッドに供される。ソーラーパネルがエネルギーを生成しない場合（例えば、夜間など）、バッテリーにまだエネルギーがあれば、これはエネルギー消費デバイスで利用できる。
【0006】
このシステムは、理論上はかなりうまく機能する。ただし、非プラグアンドプレイバージョンの設置には専門の技術者が必要であり、また非常に融通が利かない：それは制御できず、ソーラーパネル又はストレージ容量のいずれかを変更することは困難である。さらに、このシステムは、貯蔵システムの配置を制限することが多く、屋外に配置が必要になる場合もあり、これはバッテリーのライフサイクルにとって理想的ではない条件である。
【0007】
ホームグリッドの電源ソケット／コンセントに差し込める「プラグアンドプレイ」タイプのバッテリーも提案されている。ただし、これらのバッテリーはソーラーパネルに並列に接続されおり、ソーラーパネルによって生成されたエネルギーとパブリックグリッドから発生したエネルギーをホームグリッドで区別することができないため、バッテリーの充電を維持するために、パブリックグリッドから望ましくない引き込みがある可能性があり、これは望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、上述の問題の少なくともいくつかを解決することである。特に、本発明は、少なくとも１つのローカルなエネルギー源、少なくとも１つのエネルギー貯蔵デバイス、及び複数のエネルギー消費デバイスがすべて同じ家庭用エネルギーグリッドに接続されているシステムにおけるエネルギー配分を改善することを目的とする。このような配分の改善は、現在、コストを削減し、人々を持続可能な開発に個人的に関与させるために望まれ、また将来的には、電力生産の制限によりエネルギー供給が減少することが予想され、またすでに発生している公共電力グリッドの保守と安定性の問題の観点から望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0009】
望ましい改善されたエネルギー配分は、第１の側面のシステムに従って達成することができ、このシステムは、
好ましくはソーラーパネルシステムである、ローカルなエネルギー源であって、前記ローカルなエネルギー源に関する情報を送信するように構成された第１の通信ユニットを含むか、又はそれに通信可能に連結され、ホームグリッドの電源ソケットに差し込むことができる、ローカルなエネルギー源と、
ローカルなエネルギー貯蔵システムであって、前記エネルギー貯蔵システムに関する情報を送信し、制御信号を受信するように構成された第２の通信ユニットを含むか、又はそれに通信可能に連結され、前記ホームグリッドの別の電源ソケットに差し込むことができる、ローカルなエネルギー貯蔵システムと、
第３の通信ユニット及び処理ユニットを含む制御ユニットであって、前記第１の通信ユニットから前記ローカルなエネルギー源に関する情報を受信し、前記第２の通信ユニットから前記エネルギー貯蔵システムに関する情報を受信するように構成される、制御ユニットと
を含み、
前記処理ユニットは、受信した情報に基づいて、前記ホームグリッド内のエネルギーの前記エネルギー貯蔵システムへの配分を決定し、それに応じて前記エネルギー貯蔵システムの制御信号を生成するように構成され、
前記第３の通信ユニットはさらに、生成された前記制御信号を前記エネルギー貯蔵システムに送信するように構成される。
好ましくはソーラーパネルシステムである、ローカルなエネルギー源であって、前記ローカルなエネルギー源に関する情報を送信するように構成された第１の通信ユニットを含むか、又はそれに通信可能に連結され、ホームグリッドの電源ソケットに差し込むことができる、ローカルなエネルギー源と、
ローカルなエネルギー貯蔵システムであって、前記エネルギー貯蔵システムに関する情報を送信し、制御信号を受信するように構成された第２の通信ユニットを含むか、又はそれに通信可能に連結され、前記ホームグリッドの別の電源ソケットに差し込むことができる、ローカルなエネルギー貯蔵システムと、
第３の通信ユニット及び処理ユニットを含む制御ユニットであって、前記第１の通信ユニットから前記ローカルなエネルギー源に関する情報を受信し、前記第２の通信ユニットから前記エネルギー貯蔵システムに関する情報を受信するように構成される、制御ユニットと
を含み、
前記処理ユニットは、受信した情報に基づいて、前記ホームグリッド内のエネルギーの前記エネルギー貯蔵システムへの配分を決定し、それに応じて前記エネルギー貯蔵システムの制御信号を生成するように構成され、
前記第３の通信ユニットはさらに、生成された前記制御信号を前記エネルギー貯蔵システムに送信するように構成される。
【0010】
第１の通信ユニットは、ソーラーパネルシステムのインバータと一体化又は連結されたユニットであり得る。このようなインバータは、少なくともパネルによって生成されたＤＣ電流をホームグリッドのＡＣ電流に変換するために常に必要であり、さらにセキュリティと安全の機能を備えることができる。主に、この第１の通信ユニットは、現在のエネルギー生産に関する情報を送信するように構成されている。しかしながら、それは、例えばソーラーパネルシステムのセンサーからの他の情報も送信することができ、また、場合によっては、例えばソーラーパネルの向きを変更するための指示などの情報を受信することもできる。
【0011】
エネルギー貯蔵システムは、好ましくはベース及び電池からなり、第２の通信ユニットはベースと一体化又は連結されることが好ましい。例えば、第２の通信ユニットは、エネルギー貯蔵システムのコントローラと統合することができる。これについては後述する。第２の通信ユニットは、エネルギー貯蔵システムに関する情報を送信するように構成される。多くの場合、これは主にエネルギー貯蔵システムに貯蔵されたエネルギー量及び／又は充電／放電速度に関する情報であるが、例えばセンサーからのより多くの情報を含むこともできる。エネルギー貯蔵システムはまた、インバータを含むことができる。そのような実施形態では、第２の通信ユニットは、このインバータに組み込まれるか、又は統合されることができ、このインバータは、エネルギー貯蔵システムのコントローラを含むか、その一部であるか、又はそれに連結され得る。
【0012】
制御ユニットはハードウェアユニットとすることができ、ローカルなエネルギー源又はエネルギー貯蔵システムの一部であってもよい。ただし、クラウドサービスとして実装されることが有利である。制御ユニットは、ローカルなエネルギー源及びエネルギー貯蔵システムから情報を受信し、生成された制御信号に従って処理ユニットがホームグリッドに存在するエネルギーを有利に配分、次に、制御信号が第３の通信ユニットによってエネルギー貯蔵ユニットに送信される。例えば、制御ユニットがローカルなエネルギー源がエネルギーを生成していないことを示す情報を受信した場合、それはエネルギー貯蔵システムに、電源を切る、及び／又はホームグリッドからエネルギーを取らないように指示し、これによりパブリックグリッドから当該システムにエネルギーが引き込まれないようにすることができる。
【0013】
有利な一実施形態では、第１及び第２の通信ユニットは、１つ又は複数の無線ネットワークに従って動作するように構成される。より具体的には、第１及び第２の通信ユニットが無線ローカルエリアネットワークを介して通信するように構成されていることが有利であると考えられる。一方、第３の通信ユニットは、外部接続、典型的にはケーブル接続などの有線接続を介して前記ローカルエリアネットワークに連結される。
【0014】
好ましくは、第１及び第２の通信ユニットは、すべてのローカルエリアネットワークから独立して、互いに無線通信するように構成される。この構成は、さらなる無線通信プロトコルに基づく、無線通信のためのハードウェア及び／又はソフトウェア手段を備えた有利な実施形態である。これにより、ローカルエリアネットワークが機能しない場合でも、上記の通信ユニット間の交換が可能になる。さらに、それはより直接的なコミュニケーションを可能にする。一実施形態では、さらなる無線通信プロトコルを介した前記交換は、エネルギー貯蔵システム若しくはソーラーパネルの要求に応じて、又は両方のオプションが実行可能な方法で、ソーラーパネルからエネルギー貯蔵システムへのデータの送信のために構成され得る。
【0015】
さらなる実施形態では、エネルギー貯蔵システム、特にそのインバータは、ソーラーパネルからのエネルギーの流入及び実際のエネルギーのローカルな需要に応じて、バッテリーの充電及び放電を制御するように構成されたコントローラをさらに含む。エネルギー貯蔵システムから及びエネルギー貯蔵システムへのエネルギーの流れを制御することにより、グリッドから家庭への効果的な電力の取り込みを確実に管理することが可能である。コントローラは、制御ユニットから送信されるガイドラインに従って動作するように構成されることが好ましい。ただし、制御ユニットが個別の制御コマンドを提供することは除外されない。ガイドラインは、ここでは、例えば２４時間などの期間中に実行される一連のコマンドとして定義される。このようなガイドラインは、気象条件、偶発的、計画外の特定の機器の使用など、実際のローカルでの運用に応じて、いくつかのオプションをさらに含み得る。後者の場合、エネルギー貯蔵システムのコントローラは、ローカル入力に応じて、上記のオプション間で動作を変更するように構成される。
【0016】
より好ましくは、コントローラは、ソーラーパネルから直接送信される情報に基づいて動作するようにさらに構成される。このような構成は、例えば、エネルギー貯蔵システム内のコントローラが、そこで指定された特定の条件下で、制御ユニットから受信したガイドラインを変更するように構成されるという形で実装される。例えば、ソーラーパネルから（気象条件の変化により）発電量が５０％減少した情報を受信した場合、エネルギーシステムのコントローラは、家庭の基本電力消費を確実にカバーするために、充電プロトコルを変更して充電を停止し得る。
【0017】
好ましくは、エネルギー貯蔵システムは、充電状態を監視し、及び／又は電池の存在を監視するようにさらに構成され、エネルギー貯蔵システム内の前記コントローラは、充電及び／又は放電を制御するために結果として生成する監視情報を使用するように構成される。この構成は、特定のセンサーによって、及び／又は充電状態及び／又はバッテリーの存在に関する電気的テストを実行するための手段によって構成することができる。
【0018】
エネルギー貯蔵システム内のコントローラには、さらに好ましくは、例えばガイドラインで指定されているように、事前に定義された時点でエネルギー貯蔵システムの動作の変更（すなわち、充電又は放電の増減）を可能にする内部クロックが設けられている。
【0019】
コントローラは、さらなる実施形態において、監視データ及び／又はソーラーパネルから受信した情報及び／又はエネルギー貯蔵システムの実際の充電又は放電活動に関連するデータを記憶するためのメモリを備える。さらなる実施形態では、制御ユニットの第３の通信ユニットは、情報概要に対する任意の要求をコントローラに送信することができ、前記情報概要は、コントローラに関連付けられたメモリに保存されているそのデータを含む。このようにして、外部の第３の通信ユニットとの情報の交換は、制御ユニットがそのようなデータを受信するために空いている（能力がある）期間に限定され得る。さらに、このような情報交換の方法により、暗号化などによる安全な方法でのデータの送信が容易になる。この場合、コントローラは、第３の通信ユニットに送信する情報を暗号化する手段を備えていてもよい。
【0020】
いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、追加のエネルギー貯蔵ユニットを好ましくは直列に接続するための少なくとも１つの接続ポートをさらに備え、したがって、複数のエネルギー貯蔵ユニットを有するモジュール式エネルギー貯蔵システムを形成する。これにより、ユーザーは必要に応じてエネルギー貯蔵機能を簡単に拡張できる。
【0021】
いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、ワイヤレス電力伝送ユニットをさらに備え、ワイヤレス電力受信ユニットを備える取り外し可能なポータブルエネルギー貯蔵ユニットは、充電位置に配置された場合に充電され得る。これにより、ユーザーはローカルなエネルギー源からポータブルエネルギー貯蔵ユニットを充電し、アイランドバッテリーとして必要に応じて別の場所に持ち運ぶことができる。
【0022】
いくつかの実施形態では、システムは複数のエネルギー貯蔵システムを備え、それぞれがホームグリッドの別個の電源ソケットに差し込まれ、したがって並列に接続されている。これは、２つのエネルギー貯蔵システムを制御ユニットによって個別に制御できるという利点がある。
【0023】
有利な実施形態では、制御ユニットは、第３の通信ユニットを介して、ユーザーのモバイル通信デバイス（スマートフォンやタブレットなど）又は別のユーザーデバイス（ラップトップやＰＣなど）と通信できるように構成されることができ、エネルギー配分、ローカルなエネルギー源、及び／又はエネルギー貯蔵システムに関する情報をこのユーザーデバイスに提供する。いくつかの実施形態では、ユーザーデバイスは、ユーザーが命令を入力することを可能にし、この命令は制御ユニットの第３の通信ユニットに送信され、システム内のエネルギー配分に影響を与える。例えば、ユーザーは自分のデバイスに特定のアプリをインストールして、制御ユニットとの通信を可能にすることができる。
【0024】
エネルギーを消費するデバイスもホームグリッドに接続されている場合、これはホームグリッドでの引き込みを引き起す。これに関する情報は、コントロールユニットによっても考慮され得る。この情報は、第２の通信ユニットから受信できるが、他のソースからも受信され得る。ローカルなエネルギー源が、ホームグリッドに接続されているエネルギー消費デバイスが必要とするよりも多くのエネルギーを生成することを示す情報を制御ユニットが受信した場合、ローカルなエネルギー源からのエネルギーが、エネルギー貯蔵システム／バッテリーの充電、及びエネルギー消費デバイスへの電力供給の両方に使用されるように、生成されたエネルギーの一定の割合をエネルギー貯蔵システムに配分ことができる。この配分は、パーセンテージ（例えば、「ローカルなエネルギー源によって生成されたエネルギーの２０％をエネルギー貯蔵システムに配分する」又は絶対値（ｘワットをエネルギー貯蔵システムに配分する））で行うことができる。
【0025】
いくつかの実施形態では、制御ユニットは、直接監視又はユーザープロファイルとエネルギー生産を通じて、エネルギー消費の次の期間の予測を提供するように構成される。それらと、ローカルな電力貯蔵手段が搭載されている程度に基づいて、制御ユニットの処理ユニットはエネルギー貯蔵システムの制御信号を生成し、例えば、エネルギー貯蔵システムにロード（電力を受け取る）又はアンロード（電力を供給する）ように指示し、特に、ロード又はアンロードの量も指示する。
【0026】
いくつかの実施形態では、制御ユニットは、メモリをさらに備えるか、又はメモリに通信可能に接続され、一定期間にわたる時間の関数としてエネルギー消費及び生産を記録するように構成される。消費と生産の両方がパターンに従う傾向があり、ユーザーごとに自動化されたアルゴリズム（人工知能）によって分析される。制御ユニットはさらに、エネルギー生成のパターン及びエネルギー消費のパターンを、例えば２４時間などの事前定義された期間の時間の関数として指定するように構成されてもよい。その後、このようなパターンは、例えば３０分、１時間、２時間、３時間、６時間、１２時間、２４時間などの次の期間、又は午前０時など、事前に定義された時間までの残り時間のエネルギー生産及びエネルギー消費の予測を生成する際に制御ユニットによって使用される。
【0027】
いくつかの実施形態では、制御ユニットは、実際の状態に関する情報を受信し、実際の状態に関するそのような受信した情報を予測と比較し、実際の電力生産及び／又は消費が予測を下回っているか、予測に等しいか、又は予想を上回るかを判断するようにさらに構成される。
【0028】
いくつかの実施形態では、第３の通信ユニットは他のデバイスから情報も受信し、制御ユニットはエネルギーを配分する際にこれを考慮に入れることができる。例えば、家庭において、いわゆる「スマート」メーターがますます一般的になっている。これは、エネルギーグリッドから引き出されたエネルギー量をより正確に記録し、関連する場合は、エネルギーグリッドに出力されるエネルギー量をより正確に記録する。通常、専用の通信ユニットが装備されている。そのような通信ユニットは、制御ユニットによって考慮され得る情報を第３の通信ユニットに送信することができる。例えば、エネルギーがエネルギーグリッドに出力されているという情報を受け取った場合、制御ユニットは、可能であれば、エネルギー貯蔵システムの充電により多くのエネルギーを配分を決定できる。さらに、いくつかの実施形態では、制御ユニットは、パブリックグリッドからホームグリッドへの電力供給を事前定義された期間、事前定義されたレベルに効果的に制限するように制御コマンドを生成することができる。この供給は、ゼロ、事前定義の最大値、固定値、又は事前定義プロトコルに従って指定することができる。これは、エネルギー貯蔵システムの充電と放電を制御することによって実現される。
【0029】
特定の実施形態では、パブリックグリッドからホームグリッドへの電力供給を測定するメーターに通信ユニットが設けられる。このようなメーターは「スマートメーター」とも呼ばれる。好ましくは、この通信ユニットは、制御ユニットがメーターを読み取ることができるように、又はメーターで送信されたデータを制御ユニットが取得できるように、システムに連結される。さらなる実施形態では、制御ユニットはさらに、メーターからの前記データを、ローカルなエネルギー貯蔵システム、及び任意選択でローカルなエネルギー源からの情報と比較するように構成される。制御ユニットは、スマートメーターから送信されたデータとローカルなエネルギー貯蔵システム及びローカルなエネルギー源からの情報との間の不一致の場合に、テストを生成し、及び／又はレポートを提供するようにさらに構成されてもよい。例えば、試験は、前記データ及び前記情報の定期的な監視、例えば試験期間中の時間ごと及び／又は毎日のモニタリング、及びそのようなデータの保存を含む。テストは、システムが事前定義されたテスト状態にあるときに、データ及び／又は情報を読み取ることをさらに含むことができる。
【0030】
前述の実施形態と組み合わせることができるが組み合わせが必須ではない、いくつかの実施形態において、エネルギー消費デバイスの少なくとも１つが、専用の通信ユニットを有するいわゆる「スマート」又は「モノのインターネット（ＩｏＴ）」デバイスである場合、このデバイスからの情報も、例えば予想されるエネルギー要件に関して考慮に入れることができる。有利な実施形態では、制御ユニットは、「スマート」エネルギー消費デバイス用の制御信号を生成できる場合さえある。例えば、スマート食器洗い機がホームグリッドに接続されている場合、ユーザーは、スマート食器洗い機自体のインターフェイス又はユーザーデバイスのアプリを介して、特定の時間までに食器を仕上げたいと指示することができる。制御ユニットは、収集された情報と、場合によっては予測に基づいて、配分された時間帯において食器洗い機のスイッチを入れるのに最適な時間を決定し、それに応じてエネルギーを配分することができる。
【0031】
前述の実施形態と組み合わせることができるが組み合わせが必須ではない、いくつかの実施形態において、インターネット又はデータプロバイダなどの外部ソースから追加情報を収集することができる。例えば、特にエネルギー生産を推定及び／又は予測するために、気象情報と予測を取得して考慮に入れることができる。パブリックグリッドからのエネルギーの購入と、パブリックグリッドへのエネルギーの供給の両方に関連する価格情報も同様である。
【0032】
本発明の目的は、第２の態様として、ローカルなエネルギー源、ローカルなエネルギー貯蔵システム、及びホームグリッドを含むホームネットワークにおけるエネルギー配分の方法に従ってさらに達成され得る。この方法において、前記ローカルなエネルギー源及び前記ローカルなエネルギー貯蔵システムが前記ホームグリッドに接続され、前記ホームグリッドにはさらにパブリックグリッドへのアクセスが提供されており、前記ローカルなエネルギー源及び前記エネルギー貯蔵システムはそれぞれ、無線ローカルエリアネットワークを介して制御ユニットの第３の通信ユニットに通信するように構成された第１の通信ユニットと第２の通信ユニットを含み、前記方法は、前記ローカルなエネルギー源による発電及び前記ホームネットワークにおける電力消費に応じて、前記ローカルなエネルギー貯蔵システムにおける充電及び／又は放電を制御するステップを含む。
【0033】
１つの好ましい実施形態において、充電及び／又は放電は、パブリックグリッドからホームグリッドへ、又はその逆への電気の流れを最小化するように設定される。より好ましくは、パブリックグリッドとホームグリッドとの間の電力の流れを最小化するそのような設定は、例えば半日（１２時間）、丸一日（２４時間）、１週間（７日）という所定の期間中に配置される。ここで、ローカルなエネルギー貯蔵システムの放電及び／又は充電は、電気の実際の生産及び消費だけでなく、前記所定の期間におけるエネルギー生産及び消費の予測にも基づいて制御される。
【0034】
予測は、例えばシステムに結合されたユーザーデバイスを通じて、時間（日中の時間など）の関数としての電力消費及び生産の監視、公開情報（天気予報など）の使用、及びユーザーによって提供されるユーザー情報の使用に基づいて取得することができる。監視を実行するために、特定の通信ユニットによって、ローカルなエネルギー源及びローカルなエネルギー貯蔵システムから制御ユニットに情報が送信されることが好ましい。このシステムは、時間の関数として効果的な生産と消費を導き出すために、そのような情報を保存し、及び／又はプロトコルに従って（すなわち、コンピュータプログラムで定義されるように）そのような情報を処理するようにさらに構成される。公開情報を利用するために、システムはそのような情報を取得する手段を備えることが望ましい。プロトコルは、有効な生産（及び消費）予測を推定するために、そのような公開情報を入力として使用できるように構成される。ユーザー情報を組み込む手段自体は当業者に知られている。
【0035】
好ましくは、前記制御するステップは、
前記制御ユニットから前記エネルギー貯蔵システムに動作ガイドラインを送信すること、
実際の発電量と電力消費量の情報を受信すること、
必要に応じて、受け取った情報に基づいて前記動作ガイドラインを変更すること、
前記運用ガイドラインに従って、充電又は放電の速度を設定すること
を含む。
前記制御ユニットから前記エネルギー貯蔵システムに動作ガイドラインを送信すること、
実際の発電量と電力消費量の情報を受信すること、
必要に応じて、受け取った情報に基づいて前記動作ガイドラインを変更すること、
前記運用ガイドラインに従って、充電又は放電の速度を設定すること
を含む。
【0036】
本発明のシステムを参照して上記で説明したように、ガイドラインは、制御ユニットとローカルなコントローラとの協働を可能にするのに有利であり、ローカルなコントローラは、完全に外部に配置された制御ユニットに依存するのではなく、ローカルで生成された情報に基づいて動作ガイドラインの設定を変更するように構成される。
【0037】
システムに関して上で論じたさらなる実施形態及び実装は、本発明の方法にも適用可能である。本発明の方法は、好ましくは本発明のシステム上で実行されることがさらに理解されるであろう。
【0038】
本発明は、図面を参照してさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】特許請求の範囲に係るシステムの実施形態のブロック図を示す。
【図2】システムの実施形態に含まれるいくつかの要素を抽象的に示す図である。
【図3】本発明で使用するエネルギー貯蔵システムの第１の実施形態の個々の要素の正面図である。
【図6】システムに含めることができるローカルなエネルギー源、具体的にはソーラーパネルの実施形態を示す図である。
【図8】システムの実施形態に含まれる１つ又は複数のソーラーパネルの監視及び制御のための可能な画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
図１に示す実施形態は好ましい実施形態である。特許請求の範囲に係るシステムの実施形態は、必ずしも示されたすべての要素を含む必要はない。異なる図の同じ参照番号は、同じ又は対応する要素を指す。
【0041】
図１は、ホームグリッド２００を示す。このホームグリッドに接続されているのは、第１の通信ユニット１１を含むローカルなエネルギー源１０、例えばソーラーパネルシステムである。エネルギー貯蔵システム２０は第２の通信ユニット２１を備える。複数のエネルギー消費デバイス５０、６０、及び７０があり、エネルギー消費デバイス５０のうちの１つは、通信ユニット５１を含む「スマート」デバイスである。ホームグリッド２００は、スマートメーター４０を介してパブリックグリッド１に接続されている。スマートメーターは、通信ユニット４１も備える。
【0042】
図１はまた、通信ユニット８１、処理ユニット８２、入力ユニット８３、及びディスプレイ８４を備えるユーザー装置８０を示す。このデバイスは、例えばスマートフォン又はタブレットであり得るが、これらに限定されない。このユーザーデバイスを使用すると、ユーザーは、現在、過去、及び／又は予測されたエネルギー生産に関する情報、エネルギー消費デバイスによる現在、過去、及び／又は予測されたエネルギー使用に関する情報、エネルギー貯蔵システムの現在、過去及び／又は予測された充電状態に関する情報などの情報にアクセスできる。ユーザーデバイスは、ユーザーがエネルギー配分に関する好みを入力できるようにすることもできる。これには多くの形式があり得る：ユーザーがエネルギー貯蔵システム、及び任意選択でスマートデバイスへのコマンドを直接入力するだけでもよいが、他のオプション、例えば、制御ユニットによって考慮される要素の重み付けを入力するなども可能である。
【0043】
図１は、通信ユニット３１及び処理ユニット３２を備える制御ユニット３０をさらに示している。図において、この制御ユニットは、「クラウド」１００の一部として象徴的に示されている。これは、好ましい実施形態ではあるが、ローカル制御ユニット３０を使用することもできる。さらに、いくつかの実施形態では、ユーザー装置の通信ユニット８１及び処理ユニット８２も、制御ユニットを構成するか、又はその一部であってもよい。
【0044】
さらに、「制御ユニット」は、実際には、通信可能に連結されたいくつかの制御ユニットで構成されていることに留意されたい。例えば、エネルギー貯蔵システムは、処理ユニットを有し、限られた入力に基づいて、それ自体で何らかの制御を実行できる場合がある。例えば、エネルギー貯蔵システムは、ホームグリッドに接続され、プログラム可能なクロックを含む、少なくとも１つのエネルギー消費デバイスへのエネルギー配分を制御するように構成されたさらなる制御ユニットを含むインバータを備えてもよい。これにより、デバイスの操作が開始される時刻、及び／又はデボイスのメンテナンスが開始される時刻を定義する。これらの場合、実行されかつ監視される制御プログラムは、例えば制御ユニット３０からのコマンドを介して、さらなる制御ユニットにロードされてもよい。ローカルなエネルギー源１０から得られた監視データ、及び任意選択で例えばメーター４０からの他の監視データに基づいて、さらなる制御ユニットが、事前に定義された限界内で制御プログラムを最適化するように構成される。このアーキテクチャの利点は、ホームネットワークを介して家の外で制御ユニット３０にデータを送信する必要性を最小限にできることである。これにより、データ交換のパフォーマンス低下による障害のリスクや、権限のない第三者が、例えば、実際に家に誰かがいるかを追跡するために、電力の生産と消費に関するそのようなデータにアクセスするリスクが最小限に抑えられる。
【0045】
なお、図１において、矢印は制御部３０の通信ユニット３１から他の通信装置同士への直接的な情報交換を示しているが、これは、通信が常に直接である必要があることを意味するものではなく、情報は各種通信ユニットの間で相互に中継されてもよいことに留意されたい。さらに、図２に示すように、家庭内の情報は、例えばＷＬＡＮルーターを介して「クラウド」内の制御ユニットに転送され、通信ユニット１１、２１、４１、５１及び／又は８１は、ローカルエリアネットワーク内のＷｉＦｉ通信ユニットとして具現化されている。
【0046】
さらに、ローカルなエネルギー源１０の第１の通信ユニット１１及びエネルギー貯蔵システム２０の第２の通信ユニット２１が、ＲＥＳＴ ＡＰＩなどのプロトコルを使用し、Ｏａｕｔｈ２認証を使用し、及びＭＱＴＴを使用して、直接無線通信を介して互いに通信できるように構成されていることが有利であり得る。この直接通信は、これらの通信ユニットのデフォルトであり得るが、ホームＷＬＡＮネットワークを介した通信が適切に機能していない場合に、予備として使用することもできる。
【0047】
これらの例は、限定を意図するものではなく、多くの代替通信方法を使用及び／又は組み合わせることができ、無線通信方法は好ましいが必ずしも必要ではない。
【0048】
図２は、システムのいくつかの要素をより形象的に示している。ローカルなエネルギー源１０は、ソーラーパネルとワイヤレス通信ユニット１１に接続されたインバータで構成されている。ローカルなエネルギー源は、ホームグリッド２００の第１の電源ソケット／コンセント２０１に差し込まれている。エネルギー貯蔵システム１０は、バッテリーとインバータ及び無線通信ユニット２１を備えたホームグリッド２００の第２の電源ソケット／コンセント２０２に差し込まれたベースとして示されている。第１の無線通信ユニット１１及び第２の無線通信ユニット２１は、いずれもＷｉＦｉルーター３００と無線で情報交換を行う。ルーターは、制御ユニット３０の機能を実行するクラウド１００と通信する。ユーザーデバイス８０はまた、クラウド１００と通信することができ、そこからホームグリッドに関する情報を受信することができ、ホームグリッド内のエネルギー配分を制御するためにクラウド１００に情報を送信することもできる。
【0049】
【0050】
ａ．スタンドアロン
この場合、ユーザーはソーラーパネルなどのローカルなエネルギー源と、エネルギー貯蔵システムをホームグリッドの電源ソケット／コンセントに接続する。この２つは、ワイヤレスデータ又は情報ネットワーク、例えばＷＬＡＮネットワークに連結され、制御ユニットに情報を提供し、制御ユニットの通信ユニットを介して携帯電話などのユーザーデバイスに情報を提供する。他のデバイスを接続する必要はなく、電力使用量データは収集されない。したがって、使用プロファイルを作成できない。エネルギー生産データはユーザーデバイスに提供され、ディスプレイ上でユーザーに表示される。次に、ユーザーは、ローカルなエネルギー源、例えばソーラーパネルが発電しているときにのみ充電するか、時刻に応じて充電及び放電するようにエネルギー貯蔵システムを手動でプログラムするかを選択できる。充電／放電のどちらの場合でも、時間によって選択されたローカルなエネルギー生産に関連して、ユーザーは電力を調整できる。例えば、ユーザーは、ローカルなエネルギー源が５０％の能力で発電しているときに、エネルギー貯蔵システムを充電するように指示を入力することができる。これは、エネルギー貯蔵システムが報告された出力の５０％のみを充電し、残りの５０％をローカルなエネルギー源からホームグリッドに直接放電して、ホームグリッドに接続されたエネルギー消費デバイスで使用することを意味する。それに加えて、又はその代わりに、ユーザーは、ユーザーデバイスの入力ユニットを介して、蓄積された電力をいつ放電するか、またどの電力レベルで放電するかに関する指示を入力することができる。例えば、ユーザーは、エネルギー貯蔵システムに対し、５０Ｗで、１８：００から２４：００まで放電する指示を入力することができる。エネルギー貯蔵システムの再充電は、ローカルなエネルギー源が再びエネルギーの生成を開始すると再開される。それに加えて、又はその代わりに、例えば、ユーザーが可変電力契約を結んでいる場合、グリッドからの電力が最も安くなるような、特定の時間帯（昼夜を問わず）にエネルギー貯蔵システムを充電することを選択できる。その後、放電は同じように機能する。ローカルなエネルギー源によって生成されたエネルギーは、エネルギー消費デバイスが必要とするため、ホームグリッドによって使用される。
この場合、ユーザーはソーラーパネルなどのローカルなエネルギー源と、エネルギー貯蔵システムをホームグリッドの電源ソケット／コンセントに接続する。この２つは、ワイヤレスデータ又は情報ネットワーク、例えばＷＬＡＮネットワークに連結され、制御ユニットに情報を提供し、制御ユニットの通信ユニットを介して携帯電話などのユーザーデバイスに情報を提供する。他のデバイスを接続する必要はなく、電力使用量データは収集されない。したがって、使用プロファイルを作成できない。エネルギー生産データはユーザーデバイスに提供され、ディスプレイ上でユーザーに表示される。次に、ユーザーは、ローカルなエネルギー源、例えばソーラーパネルが発電しているときにのみ充電するか、時刻に応じて充電及び放電するようにエネルギー貯蔵システムを手動でプログラムするかを選択できる。充電／放電のどちらの場合でも、時間によって選択されたローカルなエネルギー生産に関連して、ユーザーは電力を調整できる。例えば、ユーザーは、ローカルなエネルギー源が５０％の能力で発電しているときに、エネルギー貯蔵システムを充電するように指示を入力することができる。これは、エネルギー貯蔵システムが報告された出力の５０％のみを充電し、残りの５０％をローカルなエネルギー源からホームグリッドに直接放電して、ホームグリッドに接続されたエネルギー消費デバイスで使用することを意味する。それに加えて、又はその代わりに、ユーザーは、ユーザーデバイスの入力ユニットを介して、蓄積された電力をいつ放電するか、またどの電力レベルで放電するかに関する指示を入力することができる。例えば、ユーザーは、エネルギー貯蔵システムに対し、５０Ｗで、１８：００から２４：００まで放電する指示を入力することができる。エネルギー貯蔵システムの再充電は、ローカルなエネルギー源が再びエネルギーの生成を開始すると再開される。それに加えて、又はその代わりに、例えば、ユーザーが可変電力契約を結んでいる場合、グリッドからの電力が最も安くなるような、特定の時間帯（昼夜を問わず）にエネルギー貯蔵システムを充電することを選択できる。その後、放電は同じように機能する。ローカルなエネルギー源によって生成されたエネルギーは、エネルギー消費デバイスが必要とするため、ホームグリッドによって使用される。
【0051】
ｂ．使用重視
この実用例は、いわゆる「スマート」メーターがシステムに存在し、このメーターからのエネルギー供給データなどのデータを制御ユニットが利用できる場合に特に関連する。このデータは、例えば、より詳細なユーザープロファイルを作成するために、ユーザーの要請で電力会社によってリリースされる場合がある。使用状況データはリアルタイム又は１日１回収集され、時間の経過とともに包括的なプロファイルが作成される。これにより、最大使用量の特定のピークが明らかになり得る。次に、エネルギー貯蔵システムの利用可能な貯蔵容量に応じて、生産能力と貯蔵能力は、使用量のピークを最小限に抑えるためのアルゴリズムの入力として使用できる。場合によっては、スマートサーモスタットなどの他の「スマート」／ＩｏＴデバイスも、制御ユニットに情報を提供するように構成され得る。その目的は例えば以下である：
ｉ．消費曲線をさらに最適化して、再生可能でローカルで生産された電力の使用を増やすこと；
ｉｉ．コストを最小限に抑えるために、冷暖房、電気器具などを調整すること。
この実用例は、いわゆる「スマート」メーターがシステムに存在し、このメーターからのエネルギー供給データなどのデータを制御ユニットが利用できる場合に特に関連する。このデータは、例えば、より詳細なユーザープロファイルを作成するために、ユーザーの要請で電力会社によってリリースされる場合がある。使用状況データはリアルタイム又は１日１回収集され、時間の経過とともに包括的なプロファイルが作成される。これにより、最大使用量の特定のピークが明らかになり得る。次に、エネルギー貯蔵システムの利用可能な貯蔵容量に応じて、生産能力と貯蔵能力は、使用量のピークを最小限に抑えるためのアルゴリズムの入力として使用できる。場合によっては、スマートサーモスタットなどの他の「スマート」／ＩｏＴデバイスも、制御ユニットに情報を提供するように構成され得る。その目的は例えば以下である：
ｉ．消費曲線をさらに最適化して、再生可能でローカルで生産された電力の使用を増やすこと；
ｉｉ．コストを最小限に抑えるために、冷暖房、電気器具などを調整すること。
【0052】
ｃ．マイクログリッド
特許請求の範囲に係るシステムはいくつかの実施形態において、小さなダイレクトグリッド（例えば、１つの建物内のいくつかのアパート）又は地理的領域内の仮想マイクログリッドのいずれかに接続することができる。制御ユニットは、マイクログリッド内のいくつかのシステムを制御して、ネットワーク内の生産と貯蔵の両方の容量を使用することで、再生可能電力消費をさらに最適化し、コストを最小限に抑えることができる。
例えば、あるユーザーが生成した余剰電力は、他のユーザーが電力を必要とするときに他のユーザーによって消費又は保存できる。
特許請求の範囲に係るシステムはいくつかの実施形態において、小さなダイレクトグリッド（例えば、１つの建物内のいくつかのアパート）又は地理的領域内の仮想マイクログリッドのいずれかに接続することができる。制御ユニットは、マイクログリッド内のいくつかのシステムを制御して、ネットワーク内の生産と貯蔵の両方の容量を使用することで、再生可能電力消費をさらに最適化し、コストを最小限に抑えることができる。
例えば、あるユーザーが生成した余剰電力は、他のユーザーが電力を必要とするときに他のユーザーによって消費又は保存できる。
【0053】
ｄ．価格重視
電力会社及び電力ブローカーとの協力の可能性がある特定の実施形態では、地理的居住地に基づいて、電力契約に関する情報を制御ユニットに提供することができ、ユーザーはそこから最も適切なものを選択することができる。アルゴリズムは、保存されている変動価格契約の価格情報に基づいて、コストを最適化する充電／放電サイクルを生成する。これは、ホームグリッドにローカルなエネルギー源が存在する事を必要としないが、個別に使用できることに留意されたい。
電力会社及び電力ブローカーとの協力の可能性がある特定の実施形態では、地理的居住地に基づいて、電力契約に関する情報を制御ユニットに提供することができ、ユーザーはそこから最も適切なものを選択することができる。アルゴリズムは、保存されている変動価格契約の価格情報に基づいて、コストを最適化する充電／放電サイクルを生成する。これは、ホームグリッドにローカルなエネルギー源が存在する事を必要としないが、個別に使用できることに留意されたい。
【0054】
図３～５は、第１の実施形態によるエネルギー貯蔵システム２０を示す。この実施形態のエネルギー貯蔵システム２０は、いくつかの要素２３、２４、２５、２６から構成され、これらは互いに電気的に接続され、部分的には機械的に接続されてアセンブリになっている。図３及び図４は、システム２０の個々の要素を示し、図５は、組み立てられた状態のシステム２０を示す。図５に示すように、ここでは、システムは、ベース２３、第１のバッテリー２４、及び電源コンセント２６のアセンブリを含む。任意の予備バッテリー２５が接続されている。そのような各予備バッテリーはバッテリーホルダー２７内にあり、ケーブル２７１によってベース２３のケーブルコネクタ２３４に接続されており、グリッパー２７９を備えることができる。
【0055】
この第１実施形態では、ベース２３に第２の通信ユニット２１が設けられている。この図にはアンテナが示されている。第２の通信ユニット２１のさらなる電気部品（トランシーバなど）がベース２３内に隠されていることは、当業者には理解されるであろう。ベース２３はさらに、図３～５には示されていないコントローラ２２を含む。コントローラとしてマイクロコントローラチップが適切である。第２の通信ユニット２１もまた、このマイクロコントローラチップ上に、又はこのマイクロコントローラチップを使用して提供され得ることに留意されたい。メモリが設けられる場合もある。ベースにはさらに、底面２３１及び上面２３２が設けられている。上面２３２には、バッテリー２４を接続できるソケット２３３がある。このソケット２３３は、バッテリー２４を充電及び／又は放電するために、機械的接続及び電気的接続の両方を提供する。ベースには、コネクタ２３６を介した電力グリッド２３５へのケーブル接続も提供される。
【0056】
バッテリー２４は、典型的には、当技術分野で知られている従来のリチウムイオンバッテリーである。バッテリー２４には、アイランドバッテリーとして使用するために電力を節約するオン／オフボタン２４１、ディスプレイ２４２及びその上部にあるコネクタ２４３が設けられており、その上にはさらにユニット２６を提供することができる。さらなるユニット２６は、この実施形態では、ソケット２６１及びワイヤレス充電プレート２６２を備える電源コンセントユニットである。さらなるユニット２６は、バッテリー２４のコネクタ２４３に適合するコネクタ２６３も備える。バッテリー２４は、さらにグリップ２４９を備える。
【0057】
図６及び図７は、太陽光発電アレイ１０１、支持構造１０２、電力グリッド１０３へのケーブル接続、及びインバータ１０４を含む、ローカルなエネルギー源としてのソーラーパネルの実施形態を２つの異なる視点から示している。この特定の実施形態は、プラグアンドプレイ、すなわちケーブル接続１０２を使用して一般的な電源ソケットに差し込むだけでなく、ポータブルを目的としていることに留意されたい。支持構造１０２を使用して必要に応じて配置することができ、いくつかの実施形態では、太陽光発電アレイの複数の向きを可能にするように構成することができる。通常、第１の通信ユニット１１（これらの図には示されていない）は、インバータ１０４に組み込まれるが、別個のユニットとして具現化することもできる。
【0058】
図８は、本システムで使用されるポータブルデバイス用のアプリケーション（「アプリ」）の画面例を示している。この例では、第１のセクション８０１は前日の発電量を示し、ユーザーはボタンを使用して過去１週間、１か月、又は１年の発電量を代わりに表示することもできる。第２のセクション８０２は、生成された総電力、及び関連して達成された炭素削減を示す。第３のセクション８０３は、経時的な生産のグラフを示す。第４のセクション８０４は、必要に応じてユーザーがすべてのパネルをオフにすることを可能にするスライドボタン８０６を含む。第５の又はメニューセクション８０５により、ユーザーはダッシュボード、バッテリー監視及び制御画面、設定などの異なるセクションにアクセスできる。現在どの画面が表示されているかを明確にするために、「パネル」アイコンが強調されている。
【0059】
図９Ａ～９Ｃは、メニューセクション８０５で「バッテリー」オプションを選択したときに表示されるアプリケーションの画面例を示している。次に、第５又はメニューセクション９０５が変更され、「パネル」アイコンの代わりにバッテリーアイコンが強調される。具体的には、図９Ａは、エネルギー貯蔵システムが充電中であり、ローカルなエネルギー源、具体的には１つ以上のソーラーパネルがシステム内に存在するときに表示され得る画面例を示している。図９Ｂは、エネルギー貯蔵システムが充電中で、現在システムにローカルなエネルギー源が存在しない場合に表示され得る画面例を示している。図９Ｃは、エネルギー貯蔵システムが放電しているときに表示され得る画面例を示している。画面の比率がポータブルデバイスの画面に完全に表示できない場合、スクロール可能な方法で実施できることに留意されたい。
【0060】
図９Ａ及び９Ｂは、エネルギー貯蔵システムが充電中、すなわち、ホームグリッドからエネルギーを取っているときの可能な画面を示す。これは、画面の第１のセクション９０１に示され、「充電」という言葉が強調され、「放電」という言葉が強調されていない。画面の第２のセクション９０２は、充電されているエネルギー貯蔵システムのパーセンテージを示し、さらに、エネルギー貯蔵システムが結果として提供できる電力量（Ｗｈ単位）を特定する。第２のセクション９０２はまた、エネルギー貯蔵システムの電荷の経時的変化、例えば１週間を通して示している。第３のセクション９０３では、エネルギー貯蔵システムに関するいくつかの情報、具体的に、この例では、貯蔵容量、充電がオンになっているかどうか、及びローカルなエネルギー貯蔵システムの状態の表示が与えられる。
【0061】
エネルギー貯蔵システムがホームグリッドから取得するエネルギーは、１つ又は複数のソーラーパネルなどのローカルなエネルギー源によって生成されたエネルギー、又はパブリックグリッドからのエネルギーであり得る。エネルギー貯蔵システム自体は２つを区別できないことに留意されたい。したがって、これは、第４のセクション９０４で、ユーザーによって示されるか、又はローカルなエネルギー源がシステムに接続されていることを示す情報を受信したかどうかに基づいて、そして任意選択で、ローカルなエネルギー源から受け取った情報（存在する場合）の内容（エネルギー貯蔵システムが「ソーラー」（又は別のローカルなエネルギー源）又は「グリッド」から充電されているかどうか）に基づいて、制御ユニットによって示される。画面の残りの部分は、選択又は決定された充電源に基づいて適合させることができる。図９Ａは、１つ又は複数のソーラーパネル（又は別のローカルなエネルギー源）からバッテリーが充電されている状況で表示され得る画面例を示している。このような場合、第６のセクション９０６は、生成された電力のどのくらいがエネルギー貯蔵システム／バッテリーに分配され、他のエネルギー消費デバイスのためにハウスグリッドにどれだけ残っているかを示すスライドバーを表示する。表示されているバーはパーセンテージを示しているが、特定の電力量の配分も可能であることに留意されたい。ユーザーはこのスライドバーを使用して、生成された電力の特定のパーセンテージをバッテリーに割り当てることができ、又は、制御ユニットがさまざまなソースから受け取った情報に基づいてパーセンテージを有利な値に設定することができる。第７のセクション９０７はチェックボックスを示し、ユーザーがこれをオンにして、太陽が当たらないとき（つまり、ローカルなエネルギー源から受け取った情報が電力生産がほとんど又はまったくないことを示している場合）に、エネルギー貯蔵システムがグリッドから充電する必要があることを示すことができ、又は、ユーザーがこれをオフにして、太陽が当たらないときはエネルギー貯蔵システムの充電を控えるべきであることを示すことができる。
【0062】
本明細書に示されるほとんどの例は、システムに接続されたローカルなエネルギー源があることを前提としていますが、エネルギー貯蔵システムは、そのようなエネルギー源がなくても有利に使用できることに留意されたい。図９Ｂは、そのような状況で表示可能な画面を示している。第６のセクション９０６と第７のセクション９０７の代わりに、第８のセクション９０８と第９のセクション９０９が表示される。第８のセクション９０８は、充電が特定の期間に制限されるべきであることを示すためにユーザーがチェックできるチェックボックスを含み、第９のセクション９０９は、ユーザーが充電の開始時間と充電の終了時間を示すために使用できるドロップダウンメニューを示す。セクション９０８のチェックボックスがオフになっている場合、第９のセクション９０９は空のままにできることに留意されたい。最後に、特定の実施形態では、開始時刻及び終了時刻も、さまざまなソースから受信した情報に基づいて制御ユニットによって決定できることに留意されたい。
【0063】
図９Ｃは、バッテリーが放電している時の画面例を示している。これは、「放電」という言葉を強調し、「充電」という言葉を強調しないことによって、第１のセクション９０１で示されている。さらに、第２のセクション９０２の情報は、充電されたパーセンテージ及び貯蔵されたエネルギーの代わりに、当日（又は別の期間）に放電された電力量を示すように修正されてもよい。第３のセクション９０３は、充電の代わりに放電がオンになっていることを示すように変更できるが、同じままにすることもできる。画面は、放電パーセンテージを示す第１０のセクション３１０をさらに含むことができる。第１１のセクション９１１は、放電が特定の期間に制限されるべきであることを示すためにユーザーがチェックできるチェックボックスを含むことができ、第１２のセクション９１２は、ユーザーが（放電）充電の開始時刻及び（放電）充電の終了時刻を示すために使用できるドロップダウンメニューを示す。第１１のセクション９１１のチェックボックスがチェックされていない場合、第１２セクション９１２は空のままにできることに留意されたい。最後に、特定の実施形態では、開始時刻及び終了時刻も、さまざまなソースから受信した情報に基づいて制御ユニットによって決定できることに留意されたい。
【0064】
示されている画面は、可能性を示すことのみを目的としており、インターフェイスを示されている特定の配置に限定することを意図していないことに留意されたい。ユーザーがホームグリッドに接続されたローカルなエネルギー源とエネルギー貯蔵システムを監視し、制御ユニットと情報を交換できるようにするために、他の多くの構成が可能であり、好ましくは、ユーザーがローカルなエネルギー源及びホームグリッドに接続されたエネルギー貯蔵システムを直接に、又は制御ユニットに特定の好み及び／又は制約を提供することによって、制御できるようにする。
【符号の説明】
【0065】
１ 公共グリッド
１０ ローカルなエネルギー源
１１ 第１の通信ユニット
１０１ 太陽光発電アレイ
１０２ ソーラーパネル支持構造
１０３ ソーラーパネルケーブルの電力グリッドへの接続
１０４ インバータ
２０ エネルギー貯蔵システム
２１ 第２の通信ユニット
２２ （エネルギー貯蔵システムの）コントローラ
２３ ベース
２３１ ベースの上面
２３２ ベースの底面
２３３ バッテリー接続用ソケット
２３４ 予備バッテリー２５へのケーブルコネクタ
２３５ 電力グリッドへのケーブル接続
２３６ コネクタ
２４ 第１のバッテリー
２４１ オン／オフボタン
２４２ ディスプレイ
２４３ 電源コンセントユニット用コネクタ
２４９ グリッパー
２５ 予備バッテリー
２６ 電源コンセントユニット
２６１ ソケット
２６２ ワイヤレス充電プレート
２６３ バッテリーへのコネクタ
２７ 予備バッテリー用のホルダー
２７１ ホルダー２７へのケーブル
２７９ グリッパー
３０ 制御ユニット
３１ 第３の通信ユニット
３２ 処理ユニット
４０ スマートメーター、すなわち（無線及び／又は有線通信を介して）電気的に読み取ることができる電気メーター
４１ 通信ユニット
５０、６０、７０ エネルギー消費デバイス
５１ デバイス５０の通信ユニット
８０ ユーザーデバイス
８１ 通信ユニット
８２ 処理ユニット
８３ 入力ユニット
８４ ディスプレイ
８００ 画面例
８０１ 第１のセクション
８０２ 第２のセクション
８０３ 第３のセクション
８０４ 第４のセクション
８０５ 第５の又はメニューセクション
８０６ スライドボタン
９０１ 第１のセクション
９０２ 第２のセクション
９０３ 第３のセクション
９０４ 第４のセクション
９０５ 第５の又はメニューセクション
９０６ 第６のセクション
９０７ 第７のセクション
９０８ 第８のセクション
９０９ 第９のセクション
９１０ 第１０のセクション
９１１ 第１１のセクション
９１２ 第１２のセクション
１００ クラウド
２００ ホームグリッド
２０１ 第１の電源ソケット／コンセント
２０２ 第２の電源ソケット／コンセント
３００ ＷｉＦｉルーター
１０ ローカルなエネルギー源
１１ 第１の通信ユニット
１０１ 太陽光発電アレイ
１０２ ソーラーパネル支持構造
１０３ ソーラーパネルケーブルの電力グリッドへの接続
１０４ インバータ
２０ エネルギー貯蔵システム
２１ 第２の通信ユニット
２２ （エネルギー貯蔵システムの）コントローラ
２３ ベース
２３１ ベースの上面
２３２ ベースの底面
２３３ バッテリー接続用ソケット
２３４ 予備バッテリー２５へのケーブルコネクタ
２３５ 電力グリッドへのケーブル接続
２３６ コネクタ
２４ 第１のバッテリー
２４１ オン／オフボタン
２４２ ディスプレイ
２４３ 電源コンセントユニット用コネクタ
２４９ グリッパー
２５ 予備バッテリー
２６ 電源コンセントユニット
２６１ ソケット
２６２ ワイヤレス充電プレート
２６３ バッテリーへのコネクタ
２７ 予備バッテリー用のホルダー
２７１ ホルダー２７へのケーブル
２７９ グリッパー
３０ 制御ユニット
３１ 第３の通信ユニット
３２ 処理ユニット
４０ スマートメーター、すなわち（無線及び／又は有線通信を介して）電気的に読み取ることができる電気メーター
４１ 通信ユニット
５０、６０、７０ エネルギー消費デバイス
５１ デバイス５０の通信ユニット
８０ ユーザーデバイス
８１ 通信ユニット
８２ 処理ユニット
８３ 入力ユニット
８４ ディスプレイ
８００ 画面例
８０１ 第１のセクション
８０２ 第２のセクション
８０３ 第３のセクション
８０４ 第４のセクション
８０５ 第５の又はメニューセクション
８０６ スライドボタン
９０１ 第１のセクション
９０２ 第２のセクション
９０３ 第３のセクション
９０４ 第４のセクション
９０５ 第５の又はメニューセクション
９０６ 第６のセクション
９０７ 第７のセクション
９０８ 第８のセクション
９０９ 第９のセクション
９１０ 第１０のセクション
９１１ 第１１のセクション
９１２ 第１２のセクション
１００ クラウド
２００ ホームグリッド
２０１ 第１の電源ソケット／コンセント
２０２ 第２の電源ソケット／コンセント
３００ ＷｉＦｉルーター
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【国際調査報告】