CN102640387A - 直流配电系统 - Google Patents

Abstract

一种直流配电系统，具备蓄电装置，蓄电装置包括：第一蓄电池，其仅在停电时对电气设备进行放电；以及第二蓄电池，其在非停电时对电气设备进行放电。对蓄电装置和电气设备供给来自利用自然能源进行发电的发电装置的直流电力以及将从商用电源供给的交流电力转换为直流电力所得到的转换后的直流电力，第一蓄电池在来自发电装置和商用电源的电力供给被中断时对电气设备进行放电。

Description

直流配电系统

技术领域

本发明涉及一种直流配电系统。

背景技术

以往，已知如下一种直流配电系统：使将从电力系统供给的交流电力转换为直流电力的AC/DC转换器与太阳能电池和燃料电池等分散电源相协作来对直流负载供给直流电力。在这样的直流配电系统中，通常具备蓄电池作为在夜间电力系统停电时等应急时对直流负载供给直流电力的应急用电源。而且，平时利用从AC/DC转换器或者太阳能电池或燃料电池等分散电源供给的直流电力对蓄电池进行充电，在应急时使蓄电池放电来对直流负载供给直流电力。

例如在专利文献1所记载的直流配电系统中，在电力系统没有停电的情况下，在蓄电池的剩余容量下降到满充电时的容量的小于100%的规定比例(例如20%)之前使蓄电池放电，并且在蓄电池的剩余容量下降到上述规定比例时对蓄电池进行充电。即，在平时，在蓄电池的剩余容量不低于停电时所需要的剩余容量的范围内将蓄积在蓄电池中的直流电力供给至直流负载。在此，蓄电池始终维持在蓄积上述规定比例的电力容量来作为停电等应急时所需要的直流电力的状态。因此，在应急时，能够对直流负载供给所需要的直流电力。

专利文献1：日本特开2009-159730号公报

然而，在上述以往的直流配电系统中，虽然对蓄电池的充放电进行控制以使剩余容量不低于固定比例，但是担心会发生无法确保停电时所需要的电力的状况。即，蓄电池的端子电压与剩余容量(充电状态)之间成比例关系，因此能够根据蓄电池的端子电压来估计蓄电池的剩余容量。例如在蓄电池的端子电压从满充电时的30V(volt：伏特)变化为一半即15V的情况下，估计出蓄电池的剩余容量为50%。但是，蓄电池会由于其设置环境的温度变化或者反复充放电等原因而经年劣化。而且由于该蓄电池的经年劣化，蓄电池的总容量即满充电时蓄积的电力量发生变化。例如，在蓄电池为新品的情况下满充电时会蓄积100Wh的电力量，但是在蓄电池发生了劣化的情况下满充电时所蓄积的电力量变为80Wh。而且，在专利文献1的系统中，在将满充电时的容量(100%)的20%的电力量确保为应急时用的电力量的情况下，被确保为应急时用的该电力量在新品时为20Wh，在劣化时变为16Wh。在此，满充电时的端子电压与蓄电池的总容量的变化无关而为同一值。如果如上述例那样新品时的满充电状态下的端子电压为30V，则劣化时的满充电状态下的端子电压也为30V。因此，即使根据蓄电池的端子电压求出的蓄电池的充电状态(%)相同，实际蓄积在蓄电池中的电力量在新品时与劣化时也是不同的。因而，担心发生以下的状况：尽管在系统侧判断为确保了固定的剩余容量，但实际的剩余容量低于蓄电池的新品时的总容量的固定比例。而且在这种情况下，有可能无法充分取出停电时所需要的电力。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其提供一种能够更可靠地确保停电时所需要的电力的直流配电系统。

根据本发明，提供一种直流配电系统，该直流配电系统具备蓄电装置，上述蓄电装置包括：第一蓄电池，其仅在停电时对电气设备进行放电；以及第二蓄电池，其在非停电时对上述电气设备进行放电。

另外，也可以设为如下结构：对上述蓄电装置和上述电气设备供给来自利用自然能源进行发电的发电装置的直流电力以及将从商用电源供给的交流电力转换为直流电力所得到的转换后的直流电力，上述第一蓄电池在来自上述发电装置和商用电源的电力供给被中断时对上述电气设备进行放电。

根据本发明，第一蓄电池的电力在非停电时不会被使用。即，被分配为停电时用的该第一蓄电池所蓄积的电力在停电时等全部被供给至直流设备。在此，如上所述，虽然还可考虑采用将单一的蓄电池所蓄积的电力分别用作停电时用和非停电时用的结构，但是在这种情况下，有可能会由于蓄电池的劣化等而无法充分确保停电时用的电力。关于这一点，通过如本发明那样分别设置仅在商用电源停电时进行放电的专用的第一蓄电池和在夜间等的非停电时进行放电的通常用的第二蓄电池，利用专用的第一蓄电池来可靠地确保停电时所需要的电力。另外，在非停电时或发电装置难以进行发电的情况下，能够取出第二蓄电池所蓄积的电力来使用，因此可用性也良好。

另外，上述直流配电系统也可以是如下结构：还具备控制装置，该控制装置对上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的充电和放电进行控制，上述控制装置在特定的时刻调换上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的作用。

在将第一蓄电池和第二蓄电池的作用固定地分配为停电时用和非停电时用的情况下，非停电时用的第二蓄电池的充放电次数压倒性地多于仅在停电时进行放电的第一蓄电池。因此，第二蓄电池比第一蓄电池更容易劣化。关于这一点，根据本发明，通过在特定的时刻调换第一蓄电池和第二蓄电池的作用，可以实现这些蓄电池的充放电次数的平均化。因此，可以实现第一蓄电池和第二蓄电池的寿命的平均化。此外，该系统的控制装置在平时使分配为非停电时用的蓄电池进行放电，并且不使分配为停电时用的蓄电池放电。即，控制装置仅在停电等的应急时使分配为停电时用的蓄电池进行放电。

另外，上述第一蓄电池和上述第二蓄电池中的至少一个也可以被收纳在建筑物的地板下。

建筑物的地板下往往温度环境低且稳定。并且，蓄电池的自放电量依赖于温度，随着温度上升而增加。因此，建筑物的地板下适于作为蓄电池的设置场所。因此，根据本发明，通过抑制蓄电池的温度上升，可以实现蓄电池的长寿命化。

另外，上述直流配电系统也可以还具备设定单元，该设定单元通过手动操作将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的作用设定为停电时用或非停电时用。

根据本发明，能够通过设定单元的操作将第一蓄电池和第二蓄电池的作用设定为停电时用或非停电时用，因此可用性良好。

另外，也可以是如下结构：上述第一蓄电池和上述第二蓄电池分别构成为将多个单电池组合而成的电池组，上述设定单元能够通过手动操作将构成上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的各单电池的作用设定为停电时用或非停电时用。

根据本发明，能够通过设定单元的操作精细地调节被分配为停电时用和非停电时用的电力容量。例如，也能够根据用户所需要的停电保护时间来适当地变更分配为停电时用的电力容量。在这种情况下，能够确保与用户环境相应的备用容量。

另外，上述发电装置也可以是利用太阳光作为上述自然能源来进行发电的太阳能电池。

发明的效果

根据本发明，通过分别设置仅在停电时进行放电的专用的蓄电池和在非停电时进行放电的非停电时用的蓄电池，能够更可靠地确保停电时的备用电源。

附图说明

根据与如下的附图一起提供的后述的优选实施方式的说明，能够理解本发明的目的和特征。

图1是表示直流配电系统的概要的框图。

图2是表示第一实施方式和第二实施方式的控制器的结构的框图。

图3的(a)、(b)是表示第二实施方式的停电时用蓄电池和非停电时用蓄电池的电压变动的图表。

图4的(a)是表示第三实施方式的停电时用的蓄电池的设置方式的立体图，(b)是其正截面图。

图5是表示第四实施方式的控制器的结构的框图。

图6的(a)是表示初始状态的设定开关的主视图，(b)是表示初始状态下的各蓄电池的连接方式(串联)的电路图，(c)是表示初始状态下的各蓄电池的连接方式(并联)的电路图。

图7的(a)是表示设定开关的主视图，(b)是表示各蓄电池的连接方式(串联)的电路图，(c)是表示各蓄电池的连接方式(并联)的电路图。

图8的(a)是表示设定开关的主视图，(b)是表示各蓄电池的连接方式(串联)的电路图，(c)是表示各蓄电池的连接方式(并联)的电路图。

具体实施方式

下面，参照形成本说明书的一部分的附图来对本发明的实施方式进行更为详细的说明。在整个附图中，对同一或者相似的部分附加相同的部件标记，并省略对它们的重复说明。

<第一实施方式>

下面，基于图1~图3说明将本发明具体化为住宅的配电系统的第一实施方式。首先，说明该系统的概要。

<配电系统的概要>

如图1所示，在住宅中设置有电力供给系统1，该电力供给系统1对设置在住宅内的各种设备(照明设备、空调、家用电器以及视听设备等)供给电力。电力供给系统1将家庭用的商用电源(AC电源)2作为电力而使各种设备动作，除此之外将利用太阳光发电的太阳能电池3的电力也作为电源来供给至各种设备。电力供给系统1除了对通过输入直流电源(DC电源)来进行动作的DC设备5供给电力之外，还对通过输入交流电源(AC电源)来进行动作的AC设备6供给电力。

在电力供给系统1中设置有控制器7和DC配电盘(内置直流断路器)8来作为该系统的配电盘。另外，在电力供给系统1中设置有控制单元9和继电器单元10来作为对住宅的DC设备5的动作进行控制的设备。

使交流电源分支的AC配电盘11通过交流体系电力线12被连接至控制器7。控制器7经由该AC配电盘11与商用电源2相连接，并且通过直流体系电力线13与太阳能电池3相连接。控制器7从AC配电盘11取入交流电力，并且从太阳能电池3取入直流电力，将这些电力转换为规定的直流电力来作为设备电源。并且，控制器7将转换后的该直流电力通过直流体系电力线14输出到DC配电盘8，或者通过直流体系电力线15输出到蓄电池16来蓄积该电力。控制器7不仅能够从AC配电盘11取入交流电力，还能够将太阳能电池3、蓄电池16的直流电力转换为交流电力并供给至AC配电盘11。控制器7通过信号线17执行与DC配电盘8之间的数据交换。

DC配电盘8是支持直流电力的一种断路器。DC配电盘8使从控制器7输入的直流电力分支，将该分支后的直流电力通过直流体系电力线18输出到控制单元9，或者通过直流体系电力线19输出到继电器单元10。另外，DC配电盘8通过信号线20进行与控制单元9之间的数据交换，或者通过信号线21进行与继电器单元10之间的数据交换。

在控制单元9上连接有多个DC设备5。这些DC设备5通过直流供给线路22与控制单元9相连接，该直流供给线路22能够通过一对线来输送直流电力和数据这两者。直流供给线路22通过所谓的电力线载波通信而利用一对线将电力和数据这两者输送到DC设备5，该电力线载波通信是指将利用高频的载波电传数据的通信信号叠加到作为DC设备的电源的直流电压。控制单元9通过直流体系电力线18获取DC设备5的直流电源，基于通过信号线20而从DC配电盘8获得的动作指令来掌握对哪一个DC设备5进行何种控制。然后，控制单元9通过直流供给线路22将直流电压和动作指令输出到被指示的DC设备5，来对DC设备5的动作进行控制。

对住宅内的DC设备5的动作进行切换时操作的开关23通过直流供给线路22被连接至控制单元9。另外，传感器24通过直流供给线路22被连接至控制单元9，该传感器24例如对来自红外线远程控制器的发送电波进行检测。由此，不仅能够根据来自DC配电盘8的动作指示，还能够根据开关23的操作、传感器24的检测使通信信号流经直流供给线路22来对DC设备5进行控制。

多个DC设备5分别通过独立的直流体系电力线25被连接至继电器单元10。继电器单元10通过直流体系电力线19获取DC设备5的直流电源，基于通过信号线21而从DC配电盘8获得的动作指令来掌握使哪个DC设备5动作。然后，针对被指示的DC设备5，继电器单元10利用内置的继电器接通或断开向直流体系电力线25进行的电源供给，从而对DC设备5的动作进行控制。另外，用于对DC设备5进行手动操作的多个开关26被连接至继电器单元10，通过开关26的操作，利用继电器接通或断开向直流体系电力线25进行的电源供给，由此控制DC设备5。

例如以墙壁插座、地板插座的形式被安装在住宅中的直流插座27通过直流体系电力线28被连接至DC配电盘8。如果将DC设备的插头(省略图示)插入该直流插座27，则能够对该设备直接供给直流电力。

另外，在商用电源2与AC配电盘11之间连接有能够远程检查商用电源2的使用量的电表29。电表29中不仅配备了远程检查商用电源使用量的功能，例如还配备了电力线载波通信、无线通信的功能。电表29通过电力线载波通信、无线通信等向电力公司等发送查表结果。

在电力供给系统1中设置有能够通过网络通信来控制住宅内的各种设备的网络系统30。在网络系统30中设置住宅内服务器31来作为该系统的控制器。住宅内服务器31经由因特网等网络N与住宅外的管理服务器32相连接，并且通过信号线33被连接至住宅内设备34。另外，住宅内服务器31将通过直流体系电力线35从DC配电盘8获取的直流电力作为电源来进行动作。

对基于网络通信的住宅内的各种设备的动作控制进行管理的控制箱36通过信号线37被连接至住宅内服务器31。控制箱36通过信号线17与控制器7及DC配电盘8相连接，并且能够通过直流供给线路38直接控制DC设备5。例如能够远程检查所使用的煤气量、自来水量的煤气表/自来水表39被连接至控制箱36，并且网络系统30的操作面板40也与控制箱36相连接。在操作面板40上连接有例如由门电话室外机(ドアホン子器)、传感器或照相机构成的监视设备41。

住宅内服务器31当经由网络N被输入住宅内的各种设备的动作指令时，对控制箱36通知指示，使控制箱36动作以使各种设备执行按照动作指令的动作。另外，住宅内服务器31能够将从煤气表/自来水表39获取的各种信息经由网络N提供给管理服务器32，并且当从操作面板40接收到表示利用监视设备41检测到异常的信息时，也将该意思经由网络N提供给管理服务器32。

<蓄电池>

接着，说明蓄电池16。在本例中，如图2所示，蓄电池16由第一蓄电池51和第二蓄电池52构成。第一蓄电池51和第二蓄电池52通过构成之前的直流体系电力线15的直流体系电力线15a、15b连接在控制器7上。第一蓄电池51被设定为备用蓄电池，仅在来自商用电源2和太阳能电池3的电力供给被中断时使用其电力，而第二蓄电池52被设定为夜间时用的蓄电池，在夜间时使用其电力。此外，第一蓄电池51的电力容量被设定为能够充分供应当来自商用电源2和太阳能电池3的电力供给被中断时所需要的必需电力的程度。在此，来自商用电源2和太阳能电池3的电力供给被中断时例如是指以下的情况：在太阳能电池3不能发电的夜间等，商用电源2的供给被切断。以下，为了便于说明，将这种时候记载为“停电时”。

此外，在本例中，第一蓄电池51和第二蓄电池52被设置在控制器7的外部，但是也能够将它们组装到控制器7中来构成。另外，也可以仅将备用的第一蓄电池51组装到控制器7中。其理由如下。即，设想如下情况也多：与能够向所有的DC设备5供给动作电力的通常时不同，在停电时只能向所需要的最低限度的DC设备5供给动作电力。在这种情况下，备用的第一蓄电池51的电力容量只要能够供应要在停电时确保动作的最小限度的必需DC设备5的动作电力即可。与此相对，还设想要求通常时(非停电时)使用的第二蓄电池52供应所有DC设备5的动作电力的情况。由于所需电力容量的不同，第二蓄电池52的体型大于第一蓄电池51的体型的可能性高。在这种情况下，优选将体型更小的第一蓄电池51组装到控制器7中，将体型更大的第二蓄电池52设置在控制器7的外部。

<控制器>

接着，详细地说明控制器的结构。如图2所示，控制器7具备双向型的AC/DC转换器61、太阳能电池用的DC/DC转换器62、对应于第一蓄电池51的第一充放电电路63、对应于第二蓄电池52的第二充放电电路64以及控制电路65。

AC/DC转换器61通过上述交流体系电力线12与AC配电盘11相连接，并且通过直流体系电力线L1与设置在控制器7中的DC配电盘8用的连接端子P1相连接。该连接端子P1通过直流体系电力线14与DC配电盘8相连接。在将AC/DC转换器61和AC配电盘11之间进行连接的交流体系电力线12上设置有电压传感器66，该电压传感器66检测从AC配电盘11供给的交流电力(正确地说是电压)。

DC/DC转换器62被设置在直流体系电力线L2上，该直流体系电力线L2将设置在控制器7中的太阳能电池3用的连接端子P2与上述DC配电盘8用的连接端子P1之间进行连接。在将控制器7与太阳能电池3之间进行连接的直流体系电力线13上设置有未图示的电压传感器，该电压传感器检测从太阳能电池3供给的直流电力(正确地说是电压)。

第一充放电电路63被设置在直流体系电力线L3上，该直流体系电力线L3将设置在控制器7中的第一蓄电池51用的连接端子P3与上述DC配电盘8用的连接端子P1之间进行连接。在该直流体系电力线L3上，在第一蓄电池51(正确地说是连接端子P3)与第一充放电电路63之间设置有检测第一蓄电池51的电压(端子电压)的第一电压传感器67。

第二充放电电路64被设置在直流体系电力线L4上，该直流体系电力线L4将设置在控制器7中的第二蓄电池52用的连接端子P4与上述DC配电盘8用的连接端子P1之间进行连接。在该直流体系电力线L4上，在第二蓄电池52(正确地说是连接端子P4)与第二充放电电路64之间设置有检测第二蓄电池52的电压(端子电压)的第二电压传感器68。

此外，该第一充放电电路63和第二充放电电路64也能够设置为组装在第一蓄电池51和第二蓄电池52中。

AC/DC转换器61具有将交流电力转换为直流电力的功能以及将直流电力转换为交流电力的功能。即，AC/DC转换器61将从AC配电盘11供给的交流电力转换为直流电力，将该转换后的直流电力供给至DC配电盘8或第一蓄电池51和第二蓄电池52。另外，AC/DC转换器61还能够将从太阳能电池3以及第一蓄电池51、第二蓄电池52供给的直流电力转换为交流电力，将该转换后的交流电力供给至AC配电盘11。AC/DC转换器61根据来自控制电路65的切换指令对上述两种功能进行切换。

太阳能电池用的DC/DC转换器62将由太阳能电池3发电产生的直流电力转换为规定的直流电力，将该转换后的直流电力供给至DC配电盘8或蓄电池16。

第一充放电电路63构成为包括DC/DC转换器等，根据来自控制电路65的指令对第一蓄电池51的充放电进行控制。

第二充放电电路64构成为包括DC/DC转换器等，根据来自控制电路65的指令对第二蓄电池52的充放电进行控制。

控制电路65将AC/DC转换器61的功能(动作状态)在将交流电力转换为直流电力的功能与将直流电力转换为交流电力的功能之间切换来进行控制。另外，控制电路65通过第一充放电电路63和第二充放电电路64来控制第一蓄电池51和第二蓄电池52的充电动作和放电动作。

并且，控制电路65利用第一蓄电池51和第二蓄电池52的端子电压与剩余容量之间成比例关系这一点，根据第一电压传感器67和第二电压传感器68的检测结果来检测第一蓄电池51和第二蓄电池52的剩余容量(充电状态)。例如，在第一蓄电池51和第二蓄电池52的电压下降时，控制电路65判断为第一蓄电池51和第二蓄电池52的剩余容量下降。具体地说，在将第一蓄电池51和第二蓄电池52的端子电压为满充电时的30V(volt：伏特)时的剩余容量设为100%的情况下，在第一蓄电池51和第二蓄电池52的端子电压例如变为满充电时的一半即15V时，控制电路65估计出第一蓄电池51和第二蓄电池52的剩余容量也变为50%。根据这样估计出的第一蓄电池51和第二蓄电池52的剩余容量(充电状态)，控制电路65能够对第一蓄电池51和第二蓄电池52的充放电进行控制。

另外，控制电路65具备未图示的时钟IC或照度传感器等，从而掌握通过它们获取的各个时刻或住宅外的照度等。并且，控制电路65在判断为处于例如夜间等那样无法充分确保太阳能电池3的发电量的状况的情况下，通过第二充放电电路64使第二蓄电池52执行放电动作。蓄积在第二蓄电池52中的直流电力通过DC配电盘8被供给至各DC设备5。另外，在判断为处于例如白天等那样能够充分确保太阳能电池3的发电量的状况的情况下，通过第二充放电电路64使第二蓄电池52执行充电动作。

另外，在处于太阳能电池3不能发电的状况时，控制电路65根据电压传感器66的检测结果判断是否存在来自商用电源2的电力供给。然后，控制电路65在判断为来自商用电源2的电力供给被中断的情况下，通过第一充放电电路63的控制来使第一蓄电池51执行放电动作。蓄积在第一蓄电池51中的直流电力通过DC配电盘8被供给至各DC设备5。

在不是停电时的通常时，控制电路65通过第一充放电电路63对第一蓄电池51进行充电。控制电路65在白天等将由太阳能电池3发电产生的直流电力供给至第一蓄电池51，在夜间等将通过AC/DC转换器61供给的直流电力供给至第一蓄电池51。这样，控制电路65对该第一蓄电池51的充电动作进行控制，以使第一蓄电池51的充电状态(充电水平)维持在能够向DC配电盘8侧供给停电时所需要的电力的程度。

<电力供给系统的动作>

接着，说明如上所述那样构成的电力供给系统的动作的方式。

<白天时>

首先，在白天时，基本上是将由太阳能电池3发电产生的直流电力通过DC配电盘8供给至各DC设备5。此时的剩余电力被供给至第一蓄电池51和第二蓄电池52。在由太阳能电池3发电产生的直流电力在DC设备5侧不足的情况下，使用蓄积在第二蓄电池52中的电力。

此外，也能够将由太阳能电池3发电产生的直流电力和第二蓄电池52的直流电力供给至AC设备6侧。第一蓄电池51被设定为停电时的备用电源，因此该第一蓄电池51的电力并不使用于备用用途以外的目的。

<夜间时>

在夜间时，不能期望由太阳能电池3进行发电，因此，基本上是将蓄积在第二蓄电池52中的直流电力供给至各DC设备5。在白天时等，在日照状态差的情况下也同样。

<停电时>

在不能期望由太阳能电池3进行发电的状况例如夜间商用电源2的供给被切断时，基本上是将蓄积在备用的第一蓄电池51中的直流电力供给至各DC设备5。由此，尽管是停电时，也例如能够继续使用必需DC设备5。第一蓄电池51中蓄积的电力在通常时(非停电时)绝不使用，并且始终维持第一蓄电池51的充电状态以维持停电时DC设备5侧所需要的电力容量。因此，能够利用备用的第一蓄电池51可靠地对DC设备5侧供给停电时所需要的电力。

此外，在停电时，不仅是第一蓄电池51，也可以将蓄积在第二蓄电池52中的电力供给至各DC设备5。即，控制电路65使被设定为非停电时用的第二蓄电池52不仅在非停电时放电，在停电时也放电。通过这样能够更加可靠地确保停电时的备用电源。另外，例如也能够使能够向必需DC设备5等供给电力的备用时间增加。

<实施方式的效果>

因而，根据本实施方式，能够获得以下的效果。

(1)准备了第一蓄电池51和第二蓄电池52。并且，将第一蓄电池51分配为仅在停电时进行放电的备用蓄电池，而将第二蓄电池52分配为在太阳能电池3难以发电的夜间时等进行放电的非停电时用(通常时用)蓄电池。根据该结构，使用第一蓄电池51独立地蓄积停电时所需要的电力。而且，蓄积在该第一蓄电池51中的该电力在通常时不会被使用。因此，能够更加可靠地确保停电时所需要的电力。

(2)另外，通过分别设置通常时用的蓄电池和停电时用的蓄电池，能够针对每个蓄电池控制充放电动作。因此，特别是可以实现备用的第一蓄电池51的长寿命化。即，第一蓄电池51仅在停电时进行放电，因此与之前的现有技术文献所示的那样以单一的蓄电池确保停电时用的电力和非停电时用的电力的情况不同，不会频繁地反复进行充放电。因而，第一蓄电池51的劣化得以抑制，进而保证停电时的可靠的备用电源供给。

(3)并且，与例如之前的现有技术文献所记载的那样将蓄积在单一的蓄电池中的电力分别用作停电时用的电力和非停电时用的电力的情况不同，不需要对蓄电池的剩余容量进行严密的管理。因此，可以实现控制电路65对蓄电池的充放电控制的简化。

顺便提一下，在之前的现有技术文献所记载的系统中，在向负载供给蓄电池的电力时，需要将蓄电池的放电控制在不低于电力体系停电时所需要的剩余容量的范围内。这是为了确保停电时所需要的电力。但是在这种情况下，需要严密监视蓄电池的剩余容量，因此担心涉及到蓄电池的充放电的控制会变得复杂。根据本例的系统，对第一蓄电池51和第二蓄电池52独立进行充放电的控制，因此没有这样的担心。

(4)根据本例的系统，在太阳能电池3无法进行发电的夜间等，能够利用白天发电产生的电力(蓄积在第二蓄电池52中的电力)。另外，由与第二蓄电池52分开设置的第一蓄电池51更合理地确保停电时等所需要的电力。因此，可用性良好。

<第二实施方式>

接着，说明本发明的第二实施方式。本例的电力供给系统基本上也同样具备之前的图1和图2所示的结构。因而，对与上述第一实施方式相同的部件结构附加相同的标记，省略其详细的说明。

那么，在本例的电力供给系统1中，在规定的时刻调换第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用。即，如图3的(a)、(b)的图表所示，在作为初始状态将第一蓄电池51设定为停电时用而将第二蓄电池52设定为非停电时用的情况下，在白天时第一蓄电池51维持规定水平的充电状态(例如，满充电状态)。另外，利用由太阳能电池3发电产生的电力对作为非停电时用的第二蓄电池52进行充电(时刻t0)。然后，到了夜间，当检测到第二蓄电池52的电压已充分恢复时(时刻t1)，控制电路65这次将第二蓄电池52分配为停电时用，而将第一蓄电池51分配为非停电时用。控制电路65在夜间使设定为非停电时用的第一蓄电池51进行放电。如图3的(a)所示，第一蓄电池51的电压随着放电而逐渐下降。另外，设为停电时用的第二蓄电池52不进行放电而维持其电压。

接着，如图3的(a)所示，当再次到了白天时，控制电路65对曾作为非停电时用的第一蓄电池51进行充电(时刻t2)。由此，第一蓄电池51的电压逐渐上升。此时，如图3的(b)所示，控制电路65对曾作为停电时用的第二蓄电池52既不进行充电也不进行放电。因此，第二蓄电池52的电压维持满充电状态。

然后，如图3的(a)所示，到了夜间，当检测到第一蓄电池51的电压已充分恢复时(时刻t3)，控制电路65再次调换第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用。即，控制电路65这次将第一蓄电池51设定为停电时用，而将第二蓄电池52设定为非停电时用。然后，控制电路65在夜间使设定为非停电时用的第二蓄电池52进行放电。如图3的(b)所示，第二蓄电池52的电压随着放电逐渐下降。

如图3的(a)所示，在该状态下检测到商用电源2的电力供给被中断的情况下(时刻t4)，控制电路65开始使作为停电时用的第一蓄电池51进行放电。由于第一蓄电池51已充分恢复，因此能够充分地供给所需要的电力。第一蓄电池51的电压随着放电而逐渐降低。此外，如图3的(b)所示，控制电路65在该停电发生时也继续使作为非停电时用的第二蓄电池52进行放电。

然后当到了白天时(时刻t5)，控制电路65对第一蓄电池51和第二蓄电池52这双方进行充电。之后，当检测到第一蓄电池51和第二蓄电池52的电压已充分恢复时，与上述同样地将第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用在停电时用和非停电时用之间调换。

此外，也可以不论是夜间还是白天，都根据检测到作为非停电时用的蓄电池的电压已恢复来将第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用在停电时用和非停电时用之间调换。通过控制电路65对第一充放电电路63和第二充放电电路64的控制来执行第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用的调换。

另外，也可以在固定的时刻将第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用在停电用和非停电用之间调换，而不是在每次第一蓄电池51或第二蓄电池52放电时调换其作用。该时刻既可以是定期也可以是不定期。此外，即使是这种情况，也优选在之后被设定为停电时用的蓄电池的电压已充分恢复的状态下调换作用。

因而，根据本实施方式，能够获得以下的效果。

(1)通过在规定的时刻调换第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用，可以实现第一蓄电池51和第二蓄电池52的充放电次数的平均化，进而实现电池寿命的平均化。

(2)对第一蓄电池51和第二蓄电池52的电压进行监视，在之后判断为被分配为非停电时用的蓄电池的电压已恢复的情况下，对停电时用和非停电时用的作用进行调换。之后在作为非停电时用的蓄电池的电压没有恢复的状态下不会将其作用切换为停电用，因此能够更加可靠地确保在停电时所需要的电力。

(3)在夜间发生停电时，不仅使被设定为停电时用的蓄电池放电，还继续执行非停电时用的蓄电池的放电。因此，能够更加可靠地确保在停电时所需要的电力。此外，即使在仅使用被设定为停电时用的蓄电池的情况下，也能够充分取出停电时DC设备侧所需要的电力。

<第三实施方式>

接着，说明本发明的第三实施方式。本例的电力供给系统基本上也同样具备之前的图1和图2所示的结构。

如图4的(a)、(b)所示，第二蓄电池52被收纳在住宅内的地板下。该地板下如下构成。即，如图4的(b)所示，在住宅内的地板71上形成开口部72，并且在该开口部72的内周缘处形成有台阶部73。然后从开口部72的上方将收容箱74插入该开口部72。该收容箱74形成为其上部开口，并且在其开口周缘部形成有凸肩(鍔)状的凸缘75。该凸缘75与开口部72的台阶部73卡定，由此限制收容箱74向下方位移。即，实现了收容箱74在上下方向上的定位。此外，收容箱74由不燃性材料或阻燃性材料形成。另外，收容箱74具有防水性。

被设置在地板下的该收容箱74中容纳有第二蓄电池52。第二蓄电池52的外侧面与收容箱74的内侧面分离。即，在第二蓄电池52的外侧面与收容箱74的内侧面之间形成有空气层。并且，容纳了第二蓄电池52的收容箱74的上部开口部被盖体76堵塞，该盖体76具有与地板71的开口部72的内形形状对应的外形形状。被安装在开口部72上的盖体76的上表面被形成为与地板71的上表面没有高度差的状态，即形成为所谓的一个表面。

因而，根据本实施方式，能够获得以下的效果。

(1)将第二蓄电池52设置在地板下。地板下的温度环境低且稳定，因此可以实现第二蓄电池52的长寿命化。这是由于，蓄电池的周围温度越高，则越会促使蓄电池劣化，从而使得其寿命越短。另外，能够有效地利用地板下的空间。

(2)第二蓄电池52容纳在设置于地板下的收容箱74中。因此，与将第二蓄电池52直接设置在地板下的情况不同，能够抑制由于湿气或结露等而使第二蓄电池52的端子之间或该第二蓄电池52与大地之间产生绝缘不良。另外，能够抑制发生洪水时等被水淹。如果地板下渗水，则能够利用之前的图4的(b)所示的结构来充分保护第二蓄电池52不被水淹。

(3)利用不燃性材料或阻燃性材料形成容纳第二蓄电池52的收容箱74。还设想第二蓄电池52由于某些原因而发热的情况，这种蓄电池优选容纳在由不燃性材料或阻燃性材料形成的收容箱74中。

(4)将非停电时用的第二蓄电池52容纳在地板下。即，作为设想为体型比停电时用的第一蓄电池51大的第二蓄电池52的设置场所，优选容易确保空间的地板下。

此外，本第三实施方式也可以如下进行变更并实施。

·如果防水性不成为问题，则也可以省略收容箱74，将第二蓄电池52直接设置在地板下。

·也可以在收容箱74或被容纳在该收容箱74中的蓄电池中设置某些散热构造。例如，利用具有热传导性的金属材料等形成收容箱74，保持蓄电池的外侧面接触该收容箱74的内壁面的状态。通过这样，在蓄电池发热的情况下，该热量被传递给收容箱74而被散到外部(地板下的环境中)。另外在这种情况下，也可以在收容箱74中形成散热用的叶片等。由于确保了收容箱74的表面积，因此散热效果增大。因而，能够提高第二蓄电池52的冷却效率，由此可以实现该蓄电池的长寿命化。

·也可以在收容箱74的凸缘75与盖体76之间设置密封件等密封装置。通过这样，能够抑制水等从凸缘75与盖体76之间的间隙浸入到收容箱74的内部。因此，即使例如地板上浸水，也能抑制收容箱74内的蓄电池浸水。

·也可以不将第二蓄电池52容纳在收容箱74中而是将第一蓄电池51容纳在收容箱74中。另外，也可以将这两方都容纳在收容箱74中。

·本实施方式也能够应用于第二实施方式。即，在第二实施方式中，虽然将第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用在停电时用和非停电时用之间调换，但即使在这种情况下，也能够将这些第一蓄电池51和第二蓄电池52中的任一方或两方容纳在地板下。

<第四实施方式>

接着，说明本发明的第四实施方式。本例的电力供给系统基本上也同样具备之前的图1和图2所示的结构。

如图5所示，蓄电池16例如具备八个蓄电池81a~81h。在这些蓄电池81a~81h中，四个蓄电池81a~81d被设定为仅在停电时使用其电力的备用蓄电池，而剩下的四个蓄电池81e~81h被设定为在夜间时使用其电力的非停电时用的蓄电池。即，在该初始状态下，将上述第一实施方式的第一蓄电池51也可视为由四个作为单电池的蓄电池81a~81d构成的电池组，同样地将第二蓄电池52也可视为由四个作为单电池的蓄电池81e~81h构成的电池组。

各蓄电池81a~81h通过构成之前的直流体系电力线15的多个直流体系电力线82a~82h与被设置在控制器7的内部的开关矩阵(switching matrix)83相连接。该开关矩阵83通过两条直流体系电力线84a、84b与DC配电盘8用的连接端子P1相连接。这些直流体系电力线84a、84b中的其中一条直流系电力线84a上设置有充电电路85，另一条直流体系电力线84b上设置有放电电路86。

开关矩阵83能够根据来自控制电路65的切换信号将各蓄电池81a~81h之间的连接状态以及各蓄电池81a~81h与充电电路85或放电电路86之间的连接状态切换为各种状态。

例如，开关矩阵83将各蓄电池81a~81h与充电电路85或放电电路86之间进行连接。在这种情况下，能够独立控制多个蓄电池81a~81h的充放电。

另外，开关矩阵83对各蓄电池81a~81h之间的连接状态进行切换。例如，停电时用的蓄电池81a~81d和非停电时用的蓄电池81e~81h分别通过开关矩阵83进行串联连接或并联连接。进行串联连接的蓄电池的数量越多，则能够取出的电力越大。另外，进行串联连接或并联连接的蓄电池的数量越多，则蓄电容量越大。

另外，也能够根据来自控制电路65的指令信号对进行串联连接或并联连接的蓄电池的个数进行适当变更。具体地说，也能够使八个蓄电池81a~81h中的五个蓄电池81a~81e进行串联连接或并联连接，并且使剩余的三个蓄电池81f～81h进行串联连接或并联连接。

并且，开关矩阵83也能够将这些蓄电池的串联电路或并联电路分别连接到充电电路85或放电电路86上。在这种情况下，能够对蓄电池的每个串联电路或每个并联电路进行充电，或从蓄电池的各串联电路或各并联电路取出电力。

<设定单元>

在此，如上所述，在初始状态下，八个蓄电池81a~81h中的四个蓄电池81a~81d被设定为停电时用，而剩余的四个蓄电池81e~81h被设定为非停电时用。但是，对于用户来说，有时会有想要增减针对停电时的备用容量的愿望。为了应对这种要求，在本例的系统中采用如下的结构。

即，控制电路65上连接有蓄电池81a~81h的动作环境设定用的设定开关87。如图6的(a)所示，设定开关87具备与蓄电池81a~81h相同数量的操作拨钮88a~88h。在本例中，这些操作拨钮88a~88h采用了滑动操作型的拨钮。并且这些操作拨钮88a~88h在蓄电池的作用被设定为停电时用的第一操作位置与蓄电池的作用被设定为非停电时用的第二操作位置之间进行滑动位移。控制电路65根据各操作拨钮88a~88h的操作位置来设定各蓄电池81a~81h的作用。

如图6的(a)所示，在初始状态下，与被设定为停电时用的四个蓄电池81a~81d对应的操作拨钮88a~88d被保持在第一位置，而与被设定为非停电时用的剩余四个蓄电池81e~81h对应的操作拨钮88e~88h被保持在第二位置。在这种情况下，控制电路65根据各操作拨钮88a~88h的操作位置，通过开关矩阵83将各蓄电池81a~81h如下进行连接。即，如图6的(b)所示，四个蓄电池81a~81d以及四个蓄电池81e~81h分别进行串联连接。

此外，设定开关87既可以设置在控制器7的未图示的机箱中，也可以设置在上述操作面板40上。另外，设定开关87还可以设置为独立的操作面板。

<备用容量的设定>

接着，说明在用户侧对停电时的备用容量进行变更并设定的情况。

首先，在相对于上述初始状态使停电时的备用容量增大的情况下，将在初始状态下被设定为非停电时用的蓄电池81e~81h中的任一个设定为停电时用。在例如将蓄电池81e作为停电时用的情况下，如图7的(a)所示，将与该蓄电池81e对应的操作拨钮88e从第二操作位置滑动操作到第一操作位置。如图7的(b)所示，控制电路65当检测到该操作时，通过开关矩阵83将蓄电池81e与原来作为停电时用的蓄电池81a~81d进行串联连接。由此，停电时的备用容量会增大与追加连接的蓄电池81e的电力容量相应的量。

此外，也能够代替蓄电池81e而将作为非停电时用的剩余三个蓄电池81f～81h中的任一个蓄电池作为停电时用来进行追加连接。另外，也可以除了蓄电池81e以外，还追加连接作为非停电时用的剩余三个蓄电池81f～81h中的任一个或任两个蓄电池。并且，在不需要非停电时用的蓄电池的情况下等，也能够将所有的蓄电池81a~81h设定为停电时用。

相反地，在相对于上述初始状态使停电时的备用容量减少的情况下，将在初始状态下被设定为停电时用的蓄电池81a~81d中的任一个设定为非停电时用。如图8的(a)所示，在例如将蓄电池81d作为非停电时用的情况下，将与其对应的操作拨钮88d从第一操作位置滑动操作到第二操作位置。如图8的(b)所示，控制电路65当检测到操作拨钮88d被操作到第二操作位置时，通过开关矩阵83解除蓄电池81d与剩余三个蓄电池81a~81c之间的连接关系，并且将该蓄电池81d与原来作为非停电时用的蓄电池81e~81h进行串联连接。由此，停电时的备用容量会减少相当于与三个蓄电池81a~81c的连接被解除的蓄电池81d的电力容量的量。

此外，也能够代替蓄电池81d而将作为停电时用的剩余三个蓄电池81a~81c中的任一个蓄电池作为非停电时用。另外，也可以除了蓄电池81d以外，还将作为停电时用的剩余三个蓄电池81a~81c中的任一个或任两个蓄电池作为非停电时用。并且，在不需要停电时的备用的情况下等，也能够将所有的蓄电池81a~81h设定为非停电时用。

此外，也可以如图6的(c)所示那样，在初始状态下采用以下的结构：将四个蓄电池81a~81d以及四个蓄电池81e~81h分别进行并联连接。即使是该情况，也与上述的各蓄电池串联连接的情况同样地，能够相对于初始状态增减停电时的备用容量。

在相对于初始状态使停电时的备用容量增大的情况下，如图7的(c)所示，例如将蓄电池81e与原来作为停电时用的蓄电池81a~81d进行并联连接。通过这样，停电时的备用容量也会增大与蓄电池81e的电力容量相应的量。

在相对于初始状态使停电时的备用容量减少的情况下，如图8的(c)所示，例如将蓄电池81d与原来作为非停电时用的蓄电池81e~81h进行并列连接。通过这样，停电时的备用容量也会减少与蓄电池81d的电力容量相应的量。

因而，根据本实施方式能够获得以下的效果。

(1)用户能够通过对设定开关87进行操作，将各蓄电池81a~81h的作用任意设定为停电时用或非停电时用。因此，用户也能够通过对设定开关87进行操作来在用户侧任意地变更停电时的备用容量来进行设定。因此，能够根据用户环境合理地确保停电时的备用容量。另外，在停电时或非停电时，能够向DC设备5等供给与用户环境相应的适当的电力。因而，可用性良好。

(2)在对各蓄电池81a~81h的作用进行变更时，只要对设定开关87的各操作拨钮88a~88h进行滑动操作即可。因此，例如能够简单地变更停电时用的备用电力容量。

此外，该第四实施方式也可以如下变更并实施。

·在停电时，也可以向各DC设备5不仅供给被设定为停电时用的蓄电池(在初始状态下为蓄电池81a~81d)的电力，还供给被设定为非停电时用的蓄电池(在初始状态下为蓄电池81e~81h)的电力。即，控制电路65使被设定为非停电时用的蓄电池不仅在非停电时放电，在停电时也放电。通过这样，能够更加可靠地确保停电时的备用电源。另外，也能够增加能够向各DC设备5等供给电力的备用时间。

·也可以适当变更蓄电池的个数来进行设置。例如既可以多于8个，也可以少于8个。例如也能够设定16个蓄电池。蓄电池的个数越多，则能够进行的备用容量的调节越精细。

·本实施方式也能够应用于上述第一实施方式。即，能够通过用户的设定操作任意地将第一蓄电池51和第二蓄电池52的作用在停电时用和非停电时用之间切换。

·本实施方式也能够应用于上述第二实施方式。在这种情况下，如之前的图3的图表所示，在规定的时刻对停电时用的蓄电池组(81a~81d)和非停电时用的蓄电池组(81e~81h)进行调换。由此，可以实现各蓄电池81a~81h的充放电次数的平均化，进而实现各蓄电池的长寿命化。此外，在这种情况下，期望将停电时用的蓄电池和非停电时用的蓄电池设定为相同数量。

<其它实施方式>

此外，上述各实施方式也可以如下变更并实施。

·在第一~第四实施方式中，也可以采用利用太阳光以外的其它自然能源的发电单元来代替利用作为自然能源的太阳光进行发电的太阳能电池3。另外，也能够并用该发电单元和太阳能电池3。作为太阳能电池3以外的自然能源发电单元，例如有利用风力进行发电的风力发电装置、或利用地热进行发电的地热发电装置等。另外，也可以设置燃料电池来代替太阳能电池3，或者同时设置太阳能电池3和燃料电池。

·在第一~第四实施方式中，说明了将电力供给系统1应用于独户住宅的情况，但不限于独户住宅，也能够应用于例如集合住宅、公寓、办公室等。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限于这些特定的实施方式，在不脱离权利要求的范围的情况下能够进行各种变更和变形，这些也属于本发明的范畴内。

Claims (7)

1.一种直流配电系统，具备蓄电装置，

上述蓄电装置包括：

第一蓄电池，其仅在停电时对电气设备进行放电；以及

第二蓄电池，其在非停电时对上述电气设备进行放电。

2.根据权利要求1所述的直流配电系统，其特征在于，

对上述蓄电装置和上述电气设备供给来自利用自然能源进行发电的发电装置的直流电力以及将从商用电源供给的交流电力转换为直流电力所得到的转换后的直流电力，

上述第一蓄电池在来自上述发电装置和上述商用电源的电力供给被中断时对上述电气设备进行放电。

3.根据权利要求2所述的直流配电系统，其特征在于，

还具备控制装置，该控制装置对上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的充电和放电进行控制，

上述控制装置在特定的时刻调换上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的作用。

4.根据权利要求2或3所述的直流配电系统，其特征在于，

上述第一蓄电池和上述第二蓄电池中的至少一个被收纳在建筑物的地板下。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的直流配电系统，其特征在于，

还具备设定单元，该设定单元通过手动操作将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的作用设定为停电时用或非停电时用。

6.根据权利要求5所述的直流配电系统，其特征在于，

上述第一蓄电池和上述第二蓄电池分别构成为将多个单电池组合而成的电池组，

上述设定单元能够通过手动操作将构成上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的各单电池的作用设定为停电时用或非停电时用。

7.根据权利要求2至6中的任一项所述的直流配电系统，其特征在于，

上述发电装置是利用太阳光作为上述自然能源来进行发电的太阳能电池。

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