JP2003274554A

JP2003274554A - 電力供給方法

Info

Publication number: JP2003274554A
Application number: JP2002075390A
Authority: JP
Inventors: Hisamichi Inoue; 久道井上; Naoyuki Yamada; 直之山田; Masaya Otsuka; 雅哉大塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】現状の電力事情においては、地球的環境改善の
観点から、ＣＯ₂ 削減が急務となっている。一方、イン
ターネット事情においては、高速通信，低価格，使い易
さ、更には必要情報が入手できない等の課題があり、一
般消費者への普及には至っていない。【解決手段】自然エネルギーの有効活用では太陽電池
８，風力発電９を、化石燃料の高効率利用では燃料電池
１３を用いた直流電力供給システムを構築し、発電電力
の高効率利用を可能とした。一方、インターネットの普
及の手段として、通信信号の直流電力線搬送と大容量光
ケーブル１１を併用して、情報転送速度の高速化を図
る。更に、通信ネットワークを普及させるため、直流電
力網２０でＬＡＮシステムを構築して、一般消費者が最
も必要とする生活圏の情報を安価に提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力供給網並びに
通信に係わり、特に直流分散電源を有する直流電力供給
会社からの電力供給事業と電力需要家と直流電力供給会
社とを結ぶ直流電力網で通信信号を搬送する通信事業を
一体構成するビジネスに関する。

【０００２】

【従来の技術】地球的環境改善の観点からＣＯ₂ 削減が
急務となっており、民生用分散電源として、発生電力は
低品質であるが自然エネルギーを活用する太陽電池，風
力発電及び高品質な電力が供給できる燃料電池が注目さ
れている。この中で、無公害である太陽電池，風力発電
については、発電出力に対するコスト比が大きく、国内
での利用率は僅かである。燃料電池は、民生用として近
い将来実用化が期待される。

【０００３】現在、開発が急進している燃料電池発電
は、内燃機関を有するディゼル，ガスエンジン,ガスタ
ービン発電設備に比較して、ＣＯ₂は約３０％削減で
き、ＮＯｘ，ＳＯｘはほぼ０にすることができること、
更に発生熱を利用することで効率が約８０％近くなるほ
ど発電電力も高品質であることから、今後民生用分散電
源として期待されている。

【０００４】無公害の分散電源の１つとして期待が大き
い太陽電池発電は、昼間の日照時にだけ発電するもので
日射の強弱によりその出力が大きく変動し、低品質の電
力供給設備である。この変動をカバーするため蓄電池を
設けるシステムもある。

【０００５】無公害の分散電源の１つとして最も期待が
大きい風力発電は、風の強弱によりその出力が大きく変
動する。

【０００６】ところで上記各分散電源を１つの電力供給
システムとして纏め、一般電力ユーザに直流電力を供給
するものは提案されていない。

【０００７】さて我国においては交流電力網が張り巡ら
されているが、その電源を利用する電化製品において、
その殆どが内部で直流に変換され利用されている。その
変換方法の代表例としては、変圧器を経由してＡＣ／Ｄ
Ｃコンバータを介し直流に変換して直接使用するもの、
また、蓄電池に充電して使用するもの、更には、ＡＣ／
ＤＣコンバータからＤＣ／ＡＣインバータを介して負荷
制御を行うものなどがあり、変換損失のロスがある。

【０００８】直流発電の分散電源を設置した一般家庭及
びビルにおいては、現状交流系統であるため、直流分散
電源からＤＣ／ＡＣインバータを経由して交流に変換し
て系統連係を行い使用している。また、余剰電力が発生
した場合は電力供給会社に交流に変換して売電する。こ
れも上記同様に変換損失のロスがある。

【０００９】ところで、インターネット等の通信方法と
して、電力線搬送が提案されているが、交流電力線上で
のノイズの影響により低周波領域が使用しづらく、高周
波領域の利用になる。それ故、使用できる周波数帯が狭
くなり、通信容量が少なくなる。尚、分散電源など負荷
設備を電力線搬送で監視する提案として特開２００１−
２９８８６５号公報，同２０００−３２６５８号公報記
載が知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】現状の電力事情におい
ては、地球的環境改善の観点から、ＣＯ₂ 削減が急務と
なっており、民生用分散電源として、発生電力は低品質
であるが自然エネルギーを活用する太陽電池，風力発電
が注目されている。更に、化石燃料の節約の観点から高
効率で高品質の電力を発生し、排気中の環境負荷物質が
少ない燃料電池発電も注目されている。一般家庭で使用
する電化製品においては、エネルギーの有効利用の観点
から、省エネが促進されている。従って今後の課題は、
電力供給会社及び民間においても、自然エネルギーの有
効活用，化石燃料の高効率利用，発電電力の高効率利
用、更には省エネを実施すると共に分散電源の普及に力
を注ぐ必要がある。

【００１１】自然エネルギーの有効利用を図る太陽電
池，風力発電は、化石燃料を使用しないで発電する点、
地球環境には良い発電方法であるが、発生電力の質の面
では間欠発電で良いとは言えない。すなわち、発電電力
を系統連係すると系統の安定が損なわれる恐れがある。
従って、分散電源を設置する場合、できるだけ使用負荷
を分散電源の発電電力で賄うシステムとする必要があ
る。

【００１２】ところでインターネットの普及には情報転
送速度の高速化を図ること、更にネットを普及させる為
には普及させるための仕掛けを提供することが重要であ
る。このネット普及のキーワードは生活圏での重要情報
を如何に安価に提供できるかである。そこで本発明の目
的は、分散電源の普及と電力線搬送通信の利用促進を併
せて達成させることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、分散電源利用
の電力供給と、電力線搬送通信を兼ねる仕組みを提案す
るものであって、次のいずれかの電力供給方法を特徴と
する。

【００１４】すなわち、交流の商用電力を直流に変換し
及び／または直流分散電源で直流電力を発生せしめ、
（１）得られた直流電力を直流電力網を介して直流電力
需要家に売電すること、（２）直流電力網を経由して他
地域から直流電力を買電すること、（３）直流電力需要
家が設置した分散電源からの発電余剰直流電力を直流電
力網を介して買電すること、（４）直流電力需要家から
買電した余剰電力を他の直流電力需要家に売電するこ
と、（５）更に直流電力を交流に変換して商用電力系統
に余剰電力を売電すること、若しくは（６）直流電力需
要家への売電単価は、該直流電力需要家に設置した分散
電源設置比（＝分散電源発電量と消費電力の比）が大き
い程安価になるような料金体系となる計算処理をして請
求額を出すること、或いは（７）通信ネットワークシス
テムである電力線搬送の電力線を直流電力供給手段とし
て兼用させること、または（８）直流送電網を通信ネッ
トワークシステムである電力線搬送の電力線網として兼
用させること。

【００１５】更に、電力供給兼電力線搬送通信方法とし
て、以上（１）〜（８）のいずれかにおいて、電力の売
電及び／または買電を行うと共に、（９）直流電力配線
網で通信信号の電力搬送を行い、コミュニティの生活圏
情報ネットワークをローカルエリアネットワーク（ＬＡ
Ｎ）で形成するか、（１０）直流電力配線網で通信信号
の電力搬送を行い、通信ネットワークの管理及びインタ
ーネット接続業務を行うか、（１１）直流電力配線網で
通信信号の電力搬送を行い、コミュニティの生活圏情報
ネットワークをローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
で形成すると共に、通信ネットワークの管理及びインタ
ーネット接続業務を行い、一般利用者における前記コミ
ュニティ生活圏情報ネットワークの使用料金と前記イン
ターネットへの接続料金とは各別に徴収できるよう管理
サーバを介して請求額を計算処理にて出力するか、また
は（１２）直流電力配線網で通信信号の電力搬送を行
い、コミュニティの生活圏情報ネットワークをローカル
エリアネットワーク(ＬＡＮ)で形成すると共に、通信ネ
ットワークの管理及びインターネット接続業務を行い、
前記コミュニティの生活圏情報ネットワークのＬＡＮシ
ステムに参入する他地域での業者は、一般利用者より割
高会費となるよう管理サーバを介して利用者データベー
スに照らして請求額を計算処理し出力することを特徴と
する。

【００１６】これらの電力供給方法の事業主体は、地域
直流電力供給会社となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】現状最も注目されているものに、
自然エネルギーを有効に活用して発電する太陽電池，風
力発電と排気中の環境負荷物質が少ない燃料電池発電が
あるが、夫々欠点もある。従ってその欠点を補うか、ま
たは利点として生かすシステム構成とする必要がある。
まず太陽電池は、昼間の日射がある時しか発電できず、
現状では発電効率が約１７％と低く、大きな設置面積
(７ｍ²／ｋＷ）が必要であり、１ｋＷ電池の発電電力は
晴天時８時間日射で約２.４ｋＷｈ程度の発電であり、
そして設備コストが現状高価である。次に風力発電は、
風のエネルギー密度は低く安定した出力を得ることが困
難であり、強風時回転羽の風切音の騒音が発生する為、
大型の風力発電設備は民家より離れた位置に設置する必
要があり、１００ｋＷ風力発電設備での発電電力は平均
すると約２０ｋＷ程度の出力となり、またこれも設備コ
ストが現状高価である。また燃料電池は過渡電力変動へ
の発電追随が困難で、発電電力と発生熱を有効に使用し
ないとエネルギーの無駄が発生し、内燃機関を有するデ
ィゼル，ガスエンジン，ガスタービン発電設備に比較し
て、ＣＯ₂ は約３０％程度しか削減できないが、ＮＯ
ｘ，ＳＯｘはほぼ０にすることができ、一方設備コスト
が現状高価である。

【００１８】上記したように自然エネルギーから電力を
得る分散電源の場合、低品質の電力で、発電効率が低
く、コスト面で高価であること、また、発電電力の売電
では、単価が安価でメリットが少ないこと、更に、設置
に当たっての補助金，基金申請等の煩雑な手続きがあり
個人の利用者では利用しにくい面があることから普及率
が低い。従って、本発明者は、これらの課題の解決方法
として以下の手段を採用した。

【００１９】（１）一般民家及びビルに設置する分散電
源の構成：一般民家及びビルに設置する自然エネルギー
を利用した分散電源として、直流電力を発電する太陽電
池，風力発電があるが、民家の密集を考慮した場合、屋
根に固定設置でき、騒音がない太陽電池が有効である。
しかし、太陽電池の発電は、昼間の日射がある条件でな
いと発電しない低品質の電力であるため民家の電力負荷
を賄うには、この太陽電池だけでは困難である。太陽電
池と蓄電池を用いて高品質の電力に変換して、全負荷を
賄うシステムは考えられるが、この場合、大規模な太陽
電池と蓄電池が必要となり、設置スペース及びコスト面
でも有効ではない。そこで、一般民家及びビルに設置す
る太陽電池は、負荷電力に対して小規模な容量として昼
間のピーク電力負荷を賄うこととし、ベース電力負荷は
燃料電池発電で賄うことにする。燃料電池は電力変化が
遅い負荷追従は可能であるが、過渡的変化に対する負荷
追従は難しい。更にピーク負荷に対応できるものを設置
した場合、有効利用率が低下するとともに設備コストは
高価となる。従って、本システムでは、ベース電力負荷
を賄う一定運転を行うものとする。この場合、両方の分
散電源でできるだけ全負荷を賄うシステム容量を設置す
る。

【００２０】尚、燃料電池は、排熱を利用することで、
高効率を達成できる為、本システムにおいて、民家では
排熱を利用する１日の給湯量考慮、ビル等では冷暖房の
必要熱エネルギを考慮して設備容量を決定することで高
効率を達成する。分散電源の構成は、上記構成とするこ
とで使用する全電力及び熱需要をほぼ賄うことかできる
ことからベストと考えるが、個人電力需要家によって
は、太陽電池だけを設置するもの、または燃料電池だけ
を設置するものが考えられることから、これらは、売買
電単価の重みを付けることで、できるだけ全負荷を賄う
システム構成に誘導する。

【００２１】このように太陽電池と燃料電池の組み合わ
せで、直流電力を供給し全負荷を賄うシステムとするこ
とで、設置した分散電源の発生電力及び発生熱の有効利
用が図られると共に利用者が少ない太陽電池の普及率の
向上が期待できる。

【００２２】（２）一般民家及びビルに設置する家電品
の使用電源の種類：太陽電池，燃料電池等の分散電源か
らの供給電力は直流電力である。従って、家電品等の電
化製品は直流対応製品とする。元来、家電品の殆どは直
流で動作しており、モータを有するものでも高効率を達
成するためＡＣ／ＤＣ変換器を介してのインバータ制御
が主流である。それ故、個々の電化製品を直流対応とす
ることで、ＡＣ／ＤＣ変換器，ＡＣ変圧器が不用とな
り、それに伴う電力損失を回避できる。また、太陽電池
と燃料電池から発電する直流電力で直流対応の電化製品
全負荷を賄うシステム構成とすることにより、従来のよ
うに太陽電池と燃料電池からの直流出力をＤＣ／ＡＣ変
換し、交流連係する必要がなくなり、変換損失をカット
できることから、発生電力の有効利用も図られる。更
に、直流対応の電化製品を電力需要家が設置することに
より、買替による販売促進が図られ新たな経済効果が発
生する。

【００２３】（３）直流電力供給会社の電源構成：上記
したように太陽電池でピーク電力負荷を賄うようにした
場合、日射不足により全負荷電力を賄えない場合が発生
する。従来技術では、太陽電池発電が大幅に普及した場
合、個々の民家が商用電力（交流）連係を行う為、この
不足電力の変動が電力系統に大きく影響し、系統の安定
が損なわれ、大規模停電が発生する可能性がある。

【００２４】本発明者は、この不足電力に対応する為、
民家及びビルの上流側電力系統に直流電力を供給する直
流電力供給会社設置することを考えた。この直流電力供
給会社は、不足電力を補うため、大型の風力発電，太陽
電池発電設備及び蓄電池を有する。更に、この直流電力
供給会社と同等なものを他地域に設置し、直流電力網で
連係すること、更には商用の交流電力を買い整流し下流
に供給することで不足電力による停電を回避する。この
ようなシステム構成とすることで、直流電力供給会社か
ら下流への送電，商用電力系統への売電及び商用電力の
買電を安定して行うことができる。

【００２５】風力発電を有効に活用する場合、前記した
ように騒音及び安全性の観点から民家の敷地に設置する
のは民家の密集度から困難である。従って設置場所は、
年間を通して風が強く、大型の風力発電が設置可能な敷
地があることが条件となる。このことから、国内では、
個人が設置するのは困難である。そこで、大型の風力発
電は、一般民家の上流側に位置する直流電力供給会社が
設置管理をするシステムとする。この場合、風力発電設
備は、１箇所に設置するのではなく、個々に設置場所を
変え、風力発電の安定を確保するが、更に発電電力の安
定を図るためフライホイール及び蓄電池等を設けた風力
発電設備とする。大型の太陽電池発電も同様に直流電力
供給会社が設置管理をする。大型の風力発電設備（２０
００ｋＷ以上）を設置する場合、商用電力供給会社が実
施しているグリーン基金が利用でき、建設コストを大幅
に削減できる点でも有利である。更に安定供給を実現さ
せる為に、これら風力発電，太陽電池発電からの電力を
貯めて放電する蓄電池を設置する。尚、燃料電池につい
ては、熱の供給設備が高価となり、遠距離輸送が困難で
あることから、上記直流電力供給会社には設置しない。
この直流電力供給会社に設置する分散電源は、大型の風
力発電，太陽電池で、いずれも直流発電設備であり、電
力損失を最小とする為には、発電した直流電力を交流に
変換しないでそのまま使用する。従って、本直流電力供
給会社から下流への送電電力は直流とする。

【００２６】上記したように個々に分散電源を設置して
家電品を直流対応とした一般民家及びビル等と大規模分
散電源を保有する直流電力供給会社とを直流系統で連係
し、かつ、他地域の直流電力供給会社と連係する直流電
力網を整備することで、系統の安定性が確保でき、停電
を回避し、かつ、分散電源による発電電力及び発生熱を
有効に使用することができ、ＣＯ₂ の大幅な削減が可能
となる。

【００２７】ところで前記（３）の課題を解決する手段
として、以下の方法がある。

【００２８】インターネットの高速通信として、現在最
も注目されているものに交流電力系統に通信信号を搬送
させ、途中に光伝送ターミナルと接続して通信信号の大
容量高速化を図る試みが実施されつつある。この交流電
力系統に通信信号を搬送させる場合の課題としては、商
用電力は、５０，６０Ｈｚの交流であること、更にＡＣ
モータ等からのノイズがあり、信号分別が困難な為、低
周波領域の周波数を使用するのが極めて難しいことが挙
げられる。

【００２９】これに比較して、本発明に採用する電力系
統は、直流の電力網を形成していることから、上記した
交流電力系統での課題は無く、信号分別も簡単で低周波
領域の周波数をも使用することができる。それ故、交流
電力系統搬送に比べて多い通信情報量を送信することが
可能である。

【００３０】尚、インターネットを普及させるための仕
掛けとして小規模ＬＡＮシステムを構築して、一般家庭
で最も必要とする生活圏の身近な情報を提供することが
好ましい。本発明を用い、直流電力供給システム兼通信
信号搬送システムを構築した直流電力網を設置したコミ
ュニティの実施例について、まず、図１の概念図により
全体構想を説明する。

【００３１】電力網は直流電力を供給する地域直流電力
供給会社１を中心に、その上流側には商用電力を供給す
る交流電力網で接続された変電所２，発電所３があり、
同列として直流電力網で接続された他地域直流電力供給
会社４があり、下流には、直流電力網から変圧器５を経
由して電力の供給を受ける一般民家６及びビル７が接続
されている。ここで、地域直流電力供給会社１には大規
模な太陽電池発電設備８と分散して設置した中規模の風
力発電設備９が接続ボックス１０を介して直流電力網で
接続されている。地域直流電力供給会社１は、この分散
電源から直流電力の供給を受け、下流の一般民家及びビ
ル、同列である他地域直流電力供給会社４に配電する。
尚、この地域直流電力供給会社１には、インターネット
用の大容量の光ケーブル１１が導入されており、内部に
は高速通信用インターネットターミナルが設置されてい
る。

【００３２】一般民家６及びビル７には、小規模な太陽
電池発電設備１２，燃料電池発電設備１３が設置されて
いる。尚、ここには、太陽電池発電設備１２だけが設置
されている民家及びビル，燃料電池発電設備１３だけが
設置されている民家，分散電源設備が何も設置されてい
ない民家も記した。このようなコミュニティを形成する
場合、分散電源のコストの面で最初から一度に個々の電
力需要家の電力負荷を全て賄う分散電源の設置は困難で
ある。従って、ここには分散電源が設置していない直流
電力需要家を記したが、この直流電力需要家は、他の分
散電源を有する電力需要家が発電した電力の供給を受け
るわけであるから、地域直流電力供給会社１に支払う電
力単価は他の分散電源を有する電力需要家より若干高く
なる。将来において、現時点で分散電源を有しない直流
電力需要家も分散電源を設置していただくことで、安価
な電力を需給することになる。

【００３３】このような直流電力網を形成するコミュニ
ティとすることで、二次電池を使用する電気自動車１４
の充電が簡単になること、更に、燃料電池を使用する自
動車１５を分散電源として使用することが可能になる等
の利点も生まれる。図２に、これら電力系統及び通信系
統の詳細について示す。ここで、直流電力供給会社１に
は商用交流電力１６が導入されており、売買電の電力を
計測する交流電力計１７，交流電力の潮流を制御する交
流電力入出力制御器１８，交流を直流に変換するＡＣ／
ＤＣコンバータ１９を経由して直流電力系統２０に搬入
される。また、この直流電力供給会社１は、大規模な太
陽電池発電８及び地域分散型風力発電設備９群等の分散
電源を有し、発電した直流電力は逆流防止ダイオード２
１，出力制御器２２，逆流防止ダイオード２３を経由し
て直流系統２０に搬入される。ここで、太陽電池発電８
の出力系統には、充放電制御器２４を経由して蓄電池２
５が接続されている。

【００３４】図３には、上記分散電源の運用模式図を示
す。地域直流電力供給会社１には上記したように大規模
な太陽電池発電８及び地域分散型風力発電設備９群等の
分散電源を有しており、太陽電池発電では、晴天時にブ
ロックＢに示すような発電電力となる（つまり正午をほ
ぼピークに日中の発電電力量が上昇する）。風力発電で
は、風の強度によって、過渡的な変化が発生する。発電
容量が大きい風力発電ほどその変化が大きい。従って、
本システムでは、小・中型の風力発電設備を風力の異な
る各地域に分散して設置し、風の強弱の位相をずらすこ
とで発電電力の安定化を図ると共に、更にフライホイー
ル等発電電力の安定化対策を具備した風力発電設備を使
用することでブロックＣに示すような発電電力となる
（発電電力量は時刻変化に対してほぼ安定化される）。
これらの分散電源からの電力系統には充放電制御器２４
を経由して蓄電池２５が接続されており、太陽電池，風
力発電の出力不安定時に入出力が制御され、電力の安定
性が保たれる。ブロックＤには、一例として晴天時で、
風力もある程度期待できる場合の電力収支を示す。この
運用では、夜中〜朝方の風力発電電力の余剰電力は蓄電
池２５に充電し、蓄電池充電レベルが１００％に達した
ら売電する。昼間は太陽電池と風力発電で負荷電力を賄
うが、不足電力が発生した場合は、蓄電池２５から放電
し賄い、それでも不足が発生したら買電して賄うことに
なる。このように、地域直流電力供給会社１では、下流
での電力需要をできるだけ自前の分散電源で賄う設備を
具備するものとする。これによって、安定した直流電力
の供給ができる。

【００３５】ここで、図２に戻り地域直流電力供給会社
１の売買電について説明する。

【００３６】直流電力供給会社１と一般民家，ビル等の
直流電力の売買電は、電柱に設置される変圧器２６，直
流電力計２７を介して行われ、一般民家，ビル等で自前
の分散電源（太陽電池発電設備１２，燃料電池発電設備
１３）で全負荷電力を賄えず不足電力が発生した場合は
直流電力供給会社１から買電し、余剰電力が発生した場
合は売電する。他地域直流電力供給会社４との売買電
は、入出力制御器２８，直流電力計２９を介して行わ
れ、地域直流電力供給会社１が所有する分散電源（太陽
電池発電設備８，風力発電設備９）の発電電力に余剰電
力が発生した場合と一般民家，ビル等からの買電がある
場合に他地域直流電力供給会社４に売電するが、地域直
流電力供給会社１に不足電力が発生した場合は逆に他地
域直流電力供給会社４から買電する。商用交流電力１６
の電力系統との売買電は、入出力制御器１８，交流電流
計１７を介して行われるが、これは、最後の手段で、直
流電力網に余剰・不足電力が発生した場合に売買電す
る。

【００３７】次に、地域直流電力供給会社１の下流にあ
る一般民家，ビル等の直流電力網について説明する。一
般民家，ビル等への電力の供給は、直流電力供給会社１
から電柱に設置される変圧器２６，直流電力計２７を介
して行われるものと、一般民家，ビル等が設置した自前
の分散電源からのものがある。図２には、分散電源とし
て太陽電池発電設備１２と燃料電池発電設備１３を設置
した複合システムの接続シーケンスの例について示す。
尚、ここでは、燃料電池自動車１５も分散電源として使
用する場合の例も記した。これらの分散電源からの発電
電力は、逆流防止ダイオード２１，出力制御器２２を介
して、直流電力計２７の下流に供給される。ここで、燃
料電池発電設備１３から発生する熱エネルギーは、一般
民家では温水となり温水タンク３０に貯められ、給湯に
利用されるが、ビル等の大規模な場合は給湯の他に冷暖
房用のエネルギーとして使用される。

【００３８】一般民家でこの複合システムの設備容量を
決定する方法について以下に示す。この複合システムに
おける一般民家の太陽電池発電設備１２と燃料電池発電
設備１３の設備容量は、熱需要をベースに決定する。図
４に燃料電池発電設備１３で発生する熱量を基に求めた
給湯に使用できる温水量を示す。ここで、計算条件は、
放熱を５％考慮し熱利用効率を３５％とした。ここで、
実線で示すのは夏期の貯水量で水温２０℃を５０℃の温
水にした場合を、点線は冬期の貯水量で水温１０℃を５
０℃の温水にした場合を示す。本システムでは、この温
水は温水タンク３０に貯められる。一戸建の一般家庭で
使用する給湯量を考慮すると、燃料電池発電設備１３の
電気出力が１〜１.５ｋＷで良い。これにより、一般家
庭では、給湯のためのボイラーが不要となると共に燃料
電池発電設備１３も一定出力運転となり破損する可能性
が減少し、騒音も一定となることからその対策が容易と
なる。ビル等大口の電力，熱需要家でも同様に太陽電池
発電設備１２と燃料電池発電設備１３の複合システムを
設置し、設備容量は、熱需要をベースに決定する。ビル
等では燃料電池発電設備１３からの排熱は吸収式冷房，
暖房及び給湯の熱エネルギーに有効利用する。ビル等の
場合、春期，秋期に熱需要が減少するが、その場合は、
燃料電池の出力を下げて運転し、不足電力は上流の直流
電力供給会社１から電力の供給を受けることもできる。

【００３９】図５に太陽電池発電設備１２と燃料電池発
電設備１３の複合システムにおける夏期電力収支の代表
例を示す。ここで、燃料電池発電設備１３はベースロー
ドとして一定運転を行い、太陽電池発電設備１２は昼間
に発生するピーク負荷に電力を供給する。一部不足電力
は上流にある直流電力供給会社１から買電し、余剰電力
が発生した場合は売電する。これによって、殆どの電力
需要を賄うことができる。

【００４０】図６に代表例として太陽電池発電設備１２
と燃料電池発電設備１３の複合システムを一般民家に設
置した場合の一例を模式的に示す。燃料電池発電設備１
３は燃料電池本体３１，改質器３２，燃料タンク３３で
構成されており、発電電力は電力分配，負荷の制御・監
視を行うコンソールボックス３６に送られ、発生熱は、
温水となり温水タンク３０に貯められ、民家内の流し台
３４，風呂３５に供給される。太陽電池発電設備１２か
らの発電電力も同様にコンソールボックス３６に送られ
る。これら分散電源での発電電力で負荷を賄いきれなか
った場合の不足電力は地域直流電力供給会社１から電柱
に設置される変圧器２６，直流電力計２７を介してコン
ソールボックス３６に供給される。コンソールボックス
３６に入る電力は内部で分配され、家庭内電力負荷であ
るモータ負荷電化製品である冷蔵庫３７と空調機３９並
びに、ＴＶ３８，ステレオ４０，パソコン４１，電灯４
２，電気ポット（図示せず），掃除機（図示せず），二
次電池を用いる電化製品（図示せず）等に配電される。

【００４１】上記した太陽電池発電設備１２と燃料電池
発電設備１３の複合システムは分散電源利用の理想的な
ものであるが、この複合システム以外に、太陽電池発電
設備１２だけを設置するもの、太陽電池発電設備１２と
蓄電池を設置するもの、燃料電池発電設備１３だけを設
置するものが考えられるが、いずれの場合も電力系統に
変わりはない。

【００４２】このコンソールボックス３６からの配電に
ついては、図２に戻り説明する。

【００４３】コンソールボックス３６に供給された電力
は、大本の電流計４３，電圧計４４を通り、一つはその
系統電圧（ここでは２００Ｖを想定）のままゲートター
ンオフサイリスタ４５，直流負荷遮断器４６，配電電流
計４７，コンセントプラグ４８，ＤＣ／ＡＣインバータ
４９を経由して大電力使用機器であるモータ負荷５０の
空調機３９，冷蔵庫３７等に供給される。

【００４４】もう一つは直流電圧変換器５１を経由して
供給電圧がそれぞれの電化製品にあった電圧に変換され
多数に分岐し、ゲートターンオフサイリスタ４５，直流
負荷遮断器４６，配電電流計４７を介して供給されるも
のがある。ここでは、上記した系統電圧より低電圧で１
００Ｖライン５２，各電化製品の制御電源としての制御
ライン５３を示しているが、負荷電力としての電圧は上
記１００Ｖライン５２以外に各電化製品の必要電圧、た
とえば４８Ｖ，２４Ｖ，１２Ｖ，６Ｖ等の複数電圧が供
給できる構成とする。この図では、ＴＶ３８，パソコン
４１，ゲートターンオフサイリスタ４５を介して接続さ
れる電気ポット５４，掃除機５５、更に、二次電池使用
の電気自動車１４の接続状況を示した。制御ライン５３
は、電化製品の低電圧制御電圧として使用するもので制
御回路部７０に供給されるものである。

【００４５】ここで、直流電力網を形成することでの利
点として、従来技術の交流電力を使用した場合に必要で
あった電圧変換器であるトランス，交流を直流に変換す
るＡＣ／ＤＣコンバータが不用となること、更に、それ
に伴う損失が削減される。電気自動車，携帯用掃除機等
の電化製品では充電器であるＡＣ／ＤＣコンバータが不
用になることが上げられる。つまり、電化製品において
はコストの削減ができ、分散電源による発生電力の有効
利用の観点では、高効率が達成できる。

【００４６】直流電力系統には交流電力系統には無い安
全系が必要となる。つまり、有負荷状態で負荷を遮断す
るとスパークが発生するため負荷遮断の対策が必要とな
る。この対策として本システムでは、コンソールボック
ス３６内に手動でＯＮ−OFFができる直流電源用の負荷
遮断器４６，電気的にＯＮ−ＯＦＦができる制御用のゲ
ートターンオフサイリスタ４５を設置した。これによっ
て、一般民家，ビル等の大本での電源遮断及び負荷のＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御は安全に行うことができる。直流対応の
電化製品には、コンセント差込時の突入電流によるスパ
ーク及びコンセントを抜く時の遮断電流によるアークを
防止するための対策が必要となる。

【００４７】図７にコンセント差込時の無負荷を確保す
る回路の一例を示す。電化製品の始動は、まず制御電源
を手動ＯＮ（Ｓ１）スイッチでリレースイッチ（Ｒ１）
を動作させることで、ゲートターンオフサイリスタ（Ｇ
ＴＯ）のＯＮ，ＯＦＦを行うパルス発生器電源のＯＮ、
また、発生したパルスをゲートターンオフサイリスタ
（ＧＴＯ）に投入する制御回路に電源を投入する。次
に、この制御回路のＯＮ（Ｓ３）スイッチでリレースイ
ッチ（Ｒ２）を動作させ、このリレースイッチであるＲ
２−Ａ２を動作させパルス発生器からのＯＮパルス信号
をゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）に出力し、負
荷を動作状態にする。

【００４８】電化製品の停止は、上記の始動手順の逆動
作を行う。まずゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）
にパルス信号を投入する制御回路のＯＦＦ（Ｓ４）スイ
ッチでリレースイッチ（Ｒ２）を停止させ、このリレー
スイッチであるＲ２−Ｂ１を動作させパルス発生器から
のＯＦＦパルス信号をゲートターンオフサイリスタ（Ｇ
ＴＯ）に出力し、負荷を停止状態にする。つぎに、制御
電源を手動ＯＦＦ（Ｓ２）スイッチでリレースイッチ
（Ｒ１）を停止させる。これによって、停止状態で無負
荷状態が確保でき、コンセント差込時の突入電流による
スパークを防止できる。尚、Ｐはパルス発生器である。

【００４９】コンセントを抜く時の遮断電流によるアー
ク防止及び感電を防止するための対策としては、図８〜
図１１に示す構造の直流電源用コンセントプラグ４８を
採用した。

【００５０】まずコンセント部５６は、入力電線５７が
プラグ接続端子５８の挿入される凹型導電性金具５９に
接続され、その凹型導電性金具５９の周りの絶縁材６０
（Ａ−Ａ矢視図参照）と一体で形成され、その前面にあ
る中心を軸として矢印６１の方向に３０°右回転する穴
開き絶縁板６２との一体構成となっている。この穴開き
絶縁板６２には回転範囲を固定する爪６３があり、絶縁
材６０の外壁に設置してある２つのストッパー６４間を
動くが、外的力を加えない限り内部に取付けたスプリン
グにより通常の位置（図８参照）にあり、穴開き絶縁板
６２の穴６５位置はその内側にある凹型導電性金具５９
位置とは３０°ずれている。したがって、穴開き絶縁板
６２が通常位置にある時は内部の凹型導電性金具５９は
見えない状態となっているので感電の保護対策となる。
次にプラグ部６６は、全体を絶縁材で覆いその内部にコ
ンセント部５６の凹型導電性金具５９に挿入され導通状
態を形成するプラグ接続端子５８が絶縁材６７に固定さ
れている。端子数は全部で６端子である。このコンセン
トとプラグの接続方法は、まずプラグ部６６の外壁の切
込み６８とコンセント部５６の穴開き絶縁板６２外壁に
取付けてある金具６９とを合わせ差込、その後３０°右
側に回転し再度奥へ差込むことでコンセントとプラグの
差込み接続が完了する。

【００５１】尚、図８では、負荷に供給する電源電圧と
して＋６Ｖ〜＋２００Ｖまでの６種類について示した
が、通常プラグ部６６には電化製品の負荷電力電圧とそ
の負荷を制御する制御電圧の２種類程度の電圧を有する
ものである。

【００５２】このような構造とすることで、万が一負荷
への導通状態でプラグを外してもコンセント部５６にあ
る穴開き絶縁板６２は内部に保有するスプリングで左回
転して通常位置（図８参照）に戻り、コンセント部５６
内の凹型導電性金具５９とプラグ部６６のプラグ接続端
子５８との間に割り込むので絶縁状態が形成され安全が
確保される。上記した対策を施すことにより直流電源を
安全に使用することができる。

【００５３】次に、図２に戻り上記した電化製品である
負荷制御について説明する。個々の電化製品は、手元で
のＯＮ−ＯＦＦ制御，設定値の制御は勿論できるが、そ
の他にコンソールボックス３６に内蔵されているコンピ
ュータ（ＣＰＵ）７１により個々の電化製品のＯＮ−Ｏ
ＦＦ，設定値の変更及び各電力系統のＯＮ−ＯＦＦ制
御，各電化製品の運転状況、更に電力系統の使用状況を
監視するシステムとする。その為、このコンピュータ
（ＣＰＵ）７１は、各電化製品に内蔵されたアドレスを
所有するマイクロコンピュータ（マイコン）７２に定期
的にアクセスして運転データを収集する。このときのア
クセス信号及びデータ転送信号の流れは、制御ライン５
３を使用する電力線搬送で行い、コンピュータ（ＣＰ
Ｕ）７１からの各機器へのアクセス及びデータ収集は、
コンソールボックス３６に内蔵されている信号分別入出
力器７３，パルスアイソレータ７４を経由して各電化製
品に内蔵されている信号分別入出力器７３を介して行わ
れる。燃料電池発電設備１３の運転制御，運転データの
収集も燃料電池発電設備１３制御盤内に内蔵される信号
分別入出力器７３を介してマイクロコンピュータ（マイ
コン）７２とコンピュータ（ＣＰＵ）７１の間で実施さ
れる。電力系統の監視及びＯＮ−ＯＦＦ制御で、ＯＮ−
ＯＦＦ制御は、コンソールボックス３６に収納されてい
るコンピュータ（ＣＰＵ）７１からの制御信号により制
御部７５にあるスイッチ７６でパルス発生器７７からゲ
ートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）４５にＯＮ，ＯＦ
Ｆ信号を送り制御する。電力系統の監視は、主系統の直
流電流計４３，直流電圧計４４からの電流電圧値、個々
の負荷直流電流計４７からの電流値の時々刻々変化する
データの収集を実施する。このように、コンピュータ
（ＣＰＵ）７１には各機器の運転データが格納され、更
に各機器の制御ができる機能が有り、一般民家，ビル等
で使用するＴＶ３８内蔵のマイクロコンピュータ（マイ
コン）７８，パソコン４１からも信号分別入出力器７３
を介してアクセスでき、データの共有化及び各機器の制
御が可能である。更に電力線上流側に位置する地域直流
電力供給会社１内に設置した大容量光ケーブル１１が接
続されているインターネットターミナル７９，信号分別
入出力器７３を経由して電力系統と接続することで、外
部の携帯電話８０からインターネットを経由してコンピ
ュータ（ＣＰＵ）７１にアクセスして、一般民家内及び
ビル内の電力使用状況，分散電源の運転状況等の把握が
でき、更に、個々の電力負荷への電力供給と制御，分散
電源の運転制御，風呂への給湯指示ができる。また、地
域直流電力供給会社１においては、地域直流電力供給会
社１内部に設置したコンピュータ８１によって、コンピ
ュータ（ＣＰＵ）７１にアクセスすることで個々の民家
及びビル等での電力需要及び分散電源の運転状況を把握
できる。更に、他地域直流電力供給会社４とも通信信号
の電力線搬送を行うことで、他地域直流電力供給会社４
の電力需要が把握できる。つまり、このようなシステム
構成とすることで最も小規模な御近所ネットワークから
中規模の地域ネットワーク，大規模のインターネットワ
ークを構築することができる。

【００５４】通信ネットワークを分類すると、最も小さ
なもので上記したような家庭内電化製品ネットワークが
あるが、外部とのネットワークとしては、近所間のネッ
トワーク（Ａ），小規模コミニュティネットワーク
（Ｂ），市町村，区レベルのネットワーク（Ｃ），都市
レベルのネットワーク（Ｄ），県レベルのネットワーク
（Ｅ），国内レベルのネットワーク（Ｆ），世界レベル
のネットワーク（Ｇ）に分類される。

【００５５】これらネットワーク需要を考察すると図１
２に示すものになると考える。これで、横軸に示す記号
は、上記ネットワークの種類を示す。今後の個人レベル
でのネットワーク利用を考えた場合、一般的には、自分
の身近なエリアでのネットワーク需要が高く、諸外国へ
のアクセスはさほど多くないと考える。従って、自分の
身近なエリアでのネットワーク、つまり、近所間のネッ
トワーク（Ａ），小規模コミニュティネットワーク
（Ｂ）のネットワーク構築を図り充実したシステムとす
る必要がある。

【００５６】今、インターネットでは、ブロードバン
ド，電力線搬送がキーワードとなり技術革新が急速に進
歩している状況にあるが、一方、一般住民のインターネ
ット利用を考えた場合、その利用価値が高いと判断でき
るまでには至っていない。これが原因となり国内ではイ
ンターネットの普及が進まないと考える。インターネッ
トを普及させる為には、普及させる為の仕掛けが必要と
なる。今、一般家庭での生活を考えた場合、必要とする
情報は世界の情報でなく生活圏での情報である。従っ
て、この生活圏での情報を安価に共有できるネットワー
クを構築し、利用者を増やし、次の段階でインターネッ
トの世界へ導く必要がある。

【００５７】図１３に一例として、本コミュニティ生活
圏情報ネットワークの概要を示す。ここには、近所間の
ネットワーク（Ａ），コミュニティ生活圏情報ネットワ
ーク（Ｂ），市町村，区レベルのネットワーク（Ｃ）を
示す。ここで中心部の円は直流電力網内の通信信号電力
線搬送圏を示している。このネットワーク構成を以下に
説明する。ここに示すネットワークは、自宅のコンピュ
ータ４１から、直流電力網内の通信信号電力線搬送で通
信可能な近所間のネットワーク（Ａ），コミュニティ生
活圏情報ネットワーク（Ｂ）と地域直流電力供給会社１
内にあるインターネットターミナル７９，光ファイバー
１１を経由して、外部のインターネットプロバイダーが
管理するインターネットサーバ８２に繋がり外部との通
信を可能にするものがある。このネットワークで特徴的
なところは、直流電力網を使用する電力線搬送で一つの
ＬＡＮ（ローカルアリアネットワーク）を構成すること
である。このようにすることにより、インターネットに
接続しなくても生活圏での情報を安価な価格で入手でき
る。このネットワークの使用料の徴収は固定会費制を導
入する。尚、役所，消防署，警察署，病院等の上位情報
は、コミュニティ生活圏情報ネットワーク（Ｂ）にある
役所分室，消防分署，派出署，診療所に何らかの形で伝
達（図中点線矢印で示す）されており、コミュニティ生
活圏情報ネットワーク（Ｂ）にある役所分室、消防分
署，派出署，診療所にアクセスするだけでその情報を得
ることができる。尚、距離が離れたスーパー，デパー
ト，レストラン，大型量販店，銀行等がこのコミュニテ
ィ生活圏情報ネットワーク（Ｂ）に入る場合は、営利目
的であり一般会員より高い会費を徴収する。このように
通信ネットワークを完備した直流電力網システムを構築
することにより、以下の利点が生まれる。

【００５８】まず分散電源利用直流電力網の利点とし
て、（１）自然エネルギーを利用する分散電源で発電し
た直流電力を少ない損失で有効に使用できると共に、Ｃ
Ｏ₂ の大幅な削減ができ、環境に優しい電力供給システ
ムを構成することができ、(２)燃料電池発電設備と太陽
電池発電設備を併用することで、電力，熱需要を賄うこ
とができ、エネルギーの有効利用が図られる。次にコミ
ュニティ生活圏情報ネットワークの利点として、（１）
情報を共有化することでコミュニティ内の一体感が生ま
れ、（２）インターネットを経由しなくとも身近な必要
な情報を簡単，安価な価格で得られ、（３）商店街等地
域の活性化に繋がり、（４）有線放送的使用も可能で、
緊急時の連絡網（病院，役所，警察，消防等）としても
活用でき、（５）町内会会議等のテレビ会議も可能とな
り、（６）当然インターネットとの接続も可能で必要に
応じて外部の情報も入手可能となる。更に直流電力網で
の電力線搬送通信ネットワークの利点として、通信信号
の直流電力網搬送では、ノイズに強く、使用周波数帯を
低周波から高周波まで広く使用できること、信号分別が
容易なこと、更に、地域直流電力供給会社１に設置する
大容量光ファイバー１１と接続することで外部ネットワ
ークとの高速通信、即ち、ブロードバンド通信を可能に
することができる。

【００５９】以上のことから、本実施例によるの分散電
源と直流電力網搬送通信システムを備えた直流電力網と
することで、前記課題をクリアすることが可能となる。

【００６０】以下には、この通信システムを備えた直流
電力網におけるビジネスについて示す。

【００６１】図１４で電化製品総合メーカが直流電力供
給事業及び通信事業を行う地域直流電力供給会社１を設
立した場合を例にして各事業を説明する。ここで、地域
直流電力供給会社１を電化製品総合メーカが経営する理
由としては、直流電源対応の電化製品が必要となるこ
と、分散電源（太陽電池，燃料電池等）のメーカで直接
サービスの利点があること、更に資本力，信用があるこ
とにある。従って、電化製品総合メーカは直流電力対応
の電化製品（分散電源含む）製造事業を行うことにな
る。電力の供給，通信事業は公共性が高いことから、市
町村を中心とした第３セクターによる経営も考えられる
が、この場合でも電化製品総合メーカの大きな協力が必
要となる。以下、地域直流電力供給会社１の各事業につ
いて説明する。電力売買電事業における買電を説明する
と、地域直流電力供給会社１の下流に位置するビル，住
宅，マンション等に設置した分散電源の発電電力に余剰
電力が発生したら、地域直流電力供給会社１が買い取
る。地域直流電力供給会社１の下流に位置するビル，住
宅，マンション等への直流電力供給は公共性が高いため
停電は避ける必要がある。従って、地域直流電力供給会
社１手持ちの分散電源での発電電力と下流に位置するビ
ル，住宅，マンション等に設置した分散電源との発電電
力が不足した場合は第１に他地域直流電力供給会社から
直流電力を購入し、更に不足が生じたら第２に商用電力
系統から交流電力を購入する。この交流電力は地域直流
電力供給会社１で整流されて直流電力に変換される。

【００６２】次に電力売買電事業における売電を説明す
ると、地域直流電力供給会社１の下流に位置するビル，
住宅，マンション等に売電する。地域直流電力供給会社
１手持ちの分散電源での発電電力と下流に位置するビ
ル，住宅，マンション等に設置した分散電源との発電電
力で余剰電力が発生した場合は、第１に他地域直流電力
供給会社に売電し、第２に商用電力会社に売電する。

【００６３】地域直流電力供給会社１と下流に位置する
ビル，住宅，マンション等の売買電単価の一例を図１５
に示す。ここで、横軸はビル，住宅，マンション等での
分散電源発電量と消費電力の比（分散電源設置比）を表
し、縦軸は電力単価を示す。Ｃｃはビル，住宅，マンシ
ョン等が購入する電力単価の推移を示すグラフである。
Ｃｋは商用電力会社からの売電単価を示すものである。
Ｃｒは地域直流電力供給会社から商用電力会社への売電
単価を示すものである。Ｃｄは地域直流電力供給会社１
から他地域直流電力供給会社との直流電力売買電単価を
示すものである。Ｃｂは地域直流電力供給会社１からの
売電基準単価を示すものである。Ｃｏはビル，住宅，マ
ンション等の余剰電力を地域直流電力供給会社１に売電
する単価を示すものである。

【００６４】地域直流電力供給会社１の通常時における
売買電は、自前の分散電源からの発電電力と下流のビ
ル，住宅，マンション等に設置した分散電源の余剰電力
で地域直流電力供給会社１より下流の負荷電力を賄う
が、余剰電力が発生した場合は他地域直流電力供給会社
４及び商用電力供給会社に売電し、不足電力が生じたら
他地域直流電力供給会社４及び商用電力供給会社から買
電する。つまり、地域直流電力供給会社１の自前の分散
電源とビル，住宅，マンション等に設置する小規模分散
電源とを発電所として地域直流電力供給会社１が管轄す
る直流電力網に電力を供給するものである。

【００６５】つぎに、図１５を用いて地域直流電力供給
会社１下流に位置するビル，住宅，マンション等の売買
電について説明する。ここでは、分散電源が設置されて
いない（Ａ）場合と分散電源設置比が０.２(Ｂ），０.
６（Ｃ），１.１（Ｄ）とした場合についての購入電力
単価を説明する。

【００６６】（Ａ）は分散電源を設置しないで直流電力
網に連結している場合で、交流商用電力単価と同等の単
価で購入できる。交流を直流に変換する場合、その効率
は約９５％となり、本来なら電力単価は５％程度高くな
るが、将来、分散電源を設置してもらうことを条件に交
流商用電力単価と同じとする。（Ｂ）は分散電源設置比
が０．２と僅か設置する場合で交流商用電力単価より多
少安価に買電できる。（Ｃ）は分散電源設置比が０.６
とした場合で（Ｂ）より安価に買電できる。（Ｄ）は分
散電源設置比が１.１とした場合で、地域直流電力供給
会社１の売電基準単価Ｃｂである最も安価な価格により
買電できる。この売電基準単価Ｃｂは、分散電源設置比
が１.０以上で規定する。

【００６７】上記（Ｂ）〜（Ｄ）に示すものに太陽電池
等自然環境の変化により出力が左右されるものでは、高
出力時に負荷か小さく余剰電力が発生するが、この場合
は、余剰電力をＣｏに示す売電単価で上流の地域直流電
力供給会社１に売電する。

【００６８】この料金体系の思想は、自然環境の保護の
観点からビル，住宅，マンション等での分散電源設置比
が大きいほど安価な電力料金体系となるようにしてい
る。従って、分散電源設置比が大きいほどメリットが大
きいことになる。

【００６９】次に図１４に戻り、通信事業について説明
すると、先ず、地域ＬＡＮプロバイダーとしての通信事
業について示す。図１３でコミュニティ生活圏情報ネッ
トワーク（Ｂ）を示した。このネットワークは、直流電
力網を使用する電力線搬送で１つのＬＡＮシステムであ
り、ビル，住宅，マンション等での使用料は固定会費制
を導入する。距離が離れたスーパー，デパート，レスト
ラン，大型量販店，銀行等が営利目的で、このコミュニ
ティ生活圏情報ネットワーク（Ｂ）に入会する場合は、
一般会員より高い会費を徴収する。

【００７０】一般家庭においては、遠距離地域の情報よ
り近距離地域の情報が重要であるが、人によってはイン
ターネットを利用したい人がいる。次に、インターネッ
ト接続サービスについて説明する。インターネットへの
接続サービスは地域直流電力供給会社１に設置するイン
ターネットターミナル７９，光ケーブル１１を経由し
て、外部と接続される。この場合の接続料は、ＬＡＮシ
ステム接続料とは別に徴収するものとする。このように
することにより、利用者の選択肢が増え、一般家庭では
安価なコミュニティ生活圏情報だけを選択することがで
きる。

【００７１】最後に他の事業について説明する。地域直
流電力供給会社１の事業は、前記するように直流電力の
売買電事業，通信事業及び電化製品総合メーカによる直
流対応の分散電源，電化製品の製造事業があるが、この
他に、各種サービス事業として、分散電源設置に伴うコ
ンサルティング，行政機関への各種申請代行業，直流対
応の分散電源，電化製品のメンテナンス業が挙げられ
る。

【００７２】以上本発明の実施例により、次の効果が得
られることになる。

【００７３】先ず、地球環境に優しい分散電源を基に直
流電力の供給を行うことができると共に自然エネルギー
を利用する無公害分散電源の普及促進効果がある。そし
て、電力系統を直流とし、家庭及びビル等内の電圧を多
種とし、使用する電化製品を直流対応とすることによ
り、電化製品で使用しているトランス（変圧器），ＡＣ
／ＤＣコンバータが不用となるばかりか、それらで発生
していた電力損失を回避でき、省エネが促進されてい
る。また、分散電源で家庭及びビル等の全負荷を出来る
だけ分散電源で賄うシステム構成としたことにより、商
用電力系への依存度を低下させることができ、商用電力
系統の電力を供給する火力発電所等の排出ガスに含まれ
るＣＯ₂ を削減できる。更に、商用電力系統からの買電
及び商用電力系統への売電が少ないことから、商用電力
系統の不安定現象を引き起こすことが減少する。そし
て、生活圏における重要情報をＬＡＮシステムにより簡
単・安価に提供できることからコンピュータの普及が図
られると共に、このＬＡＮシステムの延長上にインター
ネットがあることから、同時にインターネットの普及も
図ることが可能となる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分散電源の普及と電力線搬送通信の利用促進を併せて達
成することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による直流電力供給システムと
電力線搬送・ネットワークシステムの外観模式図であ
る。

【図２】本発明の実施例による電力系統及び通信系統の
詳細図である。

【図３】本発明の実施例による地域直流電力供給会社設
置の分散電源の運用説明図である。

【図４】燃料電池の排熱を利用しての温水量を示す特性
図である。

【図５】太陽電池と燃料電池の複合システムにおける夏
期電力収支の代表例を示す特性図である。

【図６】太陽電池発電設備と燃料電池発電設備の複合シ
ステムを一般民家に設置した実施例の模式図である。

【図７】電化製品コンセント差込時の無負荷を確保する
回路の一実施例を説明する回路図である。

【図８】本発明の実施例に用いる直流電源用コンセント
とプラグの全体斜視図である。

【図９】図８の直流電源用プラグの断面図である。

【図１０】図８の直流電源用コンセント部のＢ−Ｂ矢視
図である。

【図１１】図８の直流電源用コンセント部のＡ−Ａ矢視
図である。

【図１２】各種ネットワークの需要を分類したグラフで
ある。

【図１３】本発明を適用するに好適なコミュニティ生活
圏情報ネットワークの概要図である。

【図１４】本発明による事業展開の概要を示す説明図で
ある。

【図１５】電力需要家の売買電単価の推移を示す特性図
である。

【符号の説明】

１…地域直流電力供給会社、２…商用電力変電所、３…
発電所、４…他地域直流電力供給会社、５，２６…変圧
器、６…一般民家、７…ビル、８…大規模太陽電池発電
設備、９…中規模風力発電設備、１０…接続ボックス、
１１…光ケーブル、１２…小規模太陽電池発電設備、１
３…燃料電池発電設備、１４…二次電池自動車、１５…
燃料電池自動車、１６…商用交流電力、１７…交流電流
計、１８…交流電力入出力制御器、１９…ＡＣ／ＤＣコ
ンバータ、２０…直流電力系統、２１，２３…逆流防止
ダイオード、２２…出力制御器、２４…充放電制御器、
２５…蓄電池、２７，２９…直流電力計、２８…入出力
制御器、３０…温水タンク、３１…燃料電池本体、３２
…改質器、３３…燃料タンク、３４…流し台、３５…風
呂、３６…コンソールボックス、３７…冷蔵庫、３８…
ＴＶ、３９…空調機、４０…ステレオ、４１…パソコ
ン、４２…電灯、４３…電流計、４４…電圧計、４５…
ゲートターンオフサイリスタ、４６…直流負荷遮断器、
４７…配電電流計、４８…コンセントプラグ、４９…Ｄ
Ｃ／ＡＣインバータ、５０…モータ負荷、５１…直流電
圧変換器、５２…１００Ｖライン、５３…制御ライン、
５４…電気ポット、５５…掃除機、５６…コンセント
部、５７…入力電線、５８…プラグ接続端子、５９…凹
型導電性金具、６０，６７…絶縁材、６１…矢印、６２
…穴開き絶縁板、６３…爪、６４…ストッパー、６５…
穴、６６…プラグ部、６８…切込み、６９…金具、７０
…制御回路部、７１，８１…コンピュータ、７２，７８
…マイクロコンピュータ、７３…信号分別入出力器、７
４…パルスアイソレータ、７５…制御部、７６…スイッ
チ、７７…パルス発生器、７９…インターネットターミ
ナル、８０…携帯電話、８２…インターネットサーバ。

フロントページの続き (72)発明者大塚雅哉茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発研究所内Ｆターム(参考） 5G065 CA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流の商用電力を直流に変換し及び／また
は直流分散電源で直流電力を発生せしめ、得られた直流
電力を直流電力網を介して直流電力需要家に売電するこ
とを特徴とする電力供給方法。
【請求項２】交流の商用電力を直流に変換し及び／また
は直流分散電源で直流電力を発生せしめ、直流電力網を
経由して他地域から直流電力を買電することを特徴とす
る電力供給方法。
【請求項３】交流の商用電力を直流に変換し及び／また
は直流分散電源で直流電力を発生せしめ、直流電力需要
家が設置した分散電源からの発電余剰直流電力を直流電
力網を介して買電することを特徴とする電力供給方法。
【請求項４】交流の商用電力を直流に変換するし及び／
または直流分散電源で直流電力を発生せしめ、直流電力
需要家から買電した余剰電力を他の直流電力需要家に売
電することを特徴とする電力供給方法。
【請求項５】交流の商用電力を直流に変換するし及び／
または直流分散電源で直流電力を発生せしめ、更に直流
電力を交流に変換して商用電力系統に余剰電力を売電す
ることを特徴とする電力供給方法。
【請求項６】交流の商用電力を直流に変換するし及び／
または直流分散電源で直流電力を発生せしめ、直流電力
需要家への売電単価は、該直流電力需要家に設置した分
散電源設置比（＝分散電源発電量と消費電力の比）が大
きい程安価になるような料金体系となる計算処理をして
請求額を出力することを特徴とする電力供給方法。
【請求項７】通信ネットワークシステムである電力線搬
送の電力線を直流電力供給手段として兼用させることを
特徴とする電力供給兼電力線搬送通信方法。
【請求項８】直流送電網を通信ネットワークシステムで
ある電力線搬送の電力線網として兼用させることを特徴
とする電力供給兼電力線搬送通信方法。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかにおいて電力の
売電及び／または買電を行うと共に、直流電力配線網で
通信信号の電力搬送を行い、コミュニティの生活圏情報
ネットワークをローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
で形成することを特徴とする電力供給兼電力線搬送通信
方法。
【請求項１０】請求項１乃至８のいずれかにおいて電力
の売電及び／または買電を行うと共に、直流電力配線網
で通信信号の電力搬送を行い、通信ネットワークの管理
及びインターネット接続業務を行うことを特徴とする電
力供給兼電力線搬送通信方法。
【請求項１１】請求項１乃至８のいずれかにおいて電力
の売電及び／または買電を行うと共に、直流電力配線網
で通信信号の電力搬送を行い、コミュニティの生活圏情
報ネットワークをローカルエリアネットワーク（ＬＡ
Ｎ）で形成すると共に、通信ネットワークの管理及びイ
ンターネット接続業務を行い、一般利用者における前記
コミュニティ生活圏情報ネットワークの使用料金と前記
インターネットへの接続料金とは各別に徴収できるよう
管理サーバを介して請求額を計算処理にて出力すること
を特徴とする電力供給方法兼電力線搬送通信方法。
【請求項１２】請求項１乃至８のいずれかにおいて電力
の売電及び／または買電を行うと共に、直流電力配線網
で通信信号の電力搬送を行い、コミュニティの生活圏情
報ネットワークをローカルエリアネットワーク（ＬＡ
Ｎ）で形成すると共に、通信ネットワークの管理及びイ
ンターネット接続業務を行い、前記コミュニティの生活
圏情報ネットワークのＬＡＮシステムに参入する他地域
での業者は、一般利用者より割高会費となるよう管理サ
ーバを介して利用者データベースに照らして請求額を計
算処理し出力することを特徴とする電力供給方法兼電力
線搬送通信方法。