JP2005130606A

JP2005130606A - 蓄電システム

Info

Publication number: JP2005130606A
Application number: JP2003363365A
Authority: JP
Inventors: Masaru Shimizu; 勝清水; Hiroyuki Noshita; 裕幸野下; Haruyoshi Eto; 春義衛藤
Original assignee: Satobenec Co Ltd
Current assignee: Satobenec Co Ltd
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】深夜時間帯に商用電力を蓄電し、消費電力量に応じて放電し電力の供給を可能とする蓄電システム等を提供する。
【解決手段】建物分電盤１１１内の電力使用回路１１２から接続されるパワーコンデイショナ１０２と蓄電池１０３からなる蓄電装置１０１と、建物分電盤１１１内に検出した使用電力量１３５をパワーコンデイショナ１０２に送る電力検出装置１１４等を設け、パワーコンデイショナ１０２は、深夜時間帯に、蓄電池１０３に商用電力１３０を充電させ、電力検出装置１１４は、常時、検出した使用電力量をパワーコンデイショナ１０２に送り、パワーコンデイショナ１０２は、深夜時間帯以外（日中）に、使用電力量１３５に応じて蓄電池１０３を放電させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池を用いて、電力の充放電を行う蓄電システムに関する。

従来、電力の需要は、日中ピークを向かえ、夜間には大きく落ち込む。このような電力需要の負荷格差は、年々拡大し、特に、夏期の冷房需要の増加に伴い、電力需要が大きくなっている。電力需要の拡大に伴い、電力不足による一時的停電等の事態も考慮しなければならない。
従来、蓄電システムとしては、自然エネルギーを用いた太陽光発電、風力発電システムや、深夜の低料金制度を利用し、昼間時に生じるピーク電力の夜間へ移行する夜間電力蓄電システム、更に太陽光発電システムと夜間電力蓄電システムとを一体化したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−４６４５８号公報

しかしながら、従来の蓄電システムにおいては、季節、時間による各建物（家庭等）の運転機器の運転状態に応じた電力使用量（消費電力量）の変動は考慮されずに蓄電、及び負荷電力への放電を行っており、電力必要量に見合う効率的な蓄電・放電制御が行われていなかった。
また、蓄電システムは、災害・非常時に商用電力が停電した場合でも、給電を可能とした自立運転により、ライフラインを確保したいという課題がある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、深夜時間帯に商用電力を蓄電し、消費電力量に応じて放電し、電力の供給を可能とする蓄電システム等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために第１の発明は、商用電力を蓄電する蓄電池と、負荷の消費電力量を検出する電力検出装置と、前記蓄電池の充放電を制御し、前記電力検出装置で検出される消費電力量に応じて、前記蓄電池を放電させ、前記負荷に電力を供給させる制御部と、を具備することを特徴とする蓄電システムである。

また、前記制御部は、深夜時間帯に前記商用電力を前記蓄電池に充電させ、深夜時間帯以外に前記蓄電池を放電させることが望ましい。
また、前記蓄電池から電力を供給するコンセント回路、を更に具備し、前記制御部は、前記商用電力の供給が停止した場合、前記蓄電池を放電させ、前記コンセント回路に電力を供給させることが望ましい。
また、前記蓄電池に定格電力を流す定格電力安全維持装置、を更に具備することが望ましい。
また、商用電力及び負荷電力から発生したノイズを取り除くノイズフィルタ、
を更に具備することが望ましい。
また、自然エネルギーや建物から２次的に生じるエネルギーから発電する発電装置、を具備し、前記制御部は、前記発電装置より発電した電力を、前記商用電力と共に前記蓄電池に充電させることが望ましい。

第１の発明では、商用電力を蓄電する蓄電池と、負荷の消費電力量を検出する電力検出装置と、蓄電池の充放電を制御し、電力検出装置で検出される消費電力量に応じて、蓄電池を放電させ、負荷に電力を供給させる制御部とを設ける。

「商用電力」は、電気会社から供給される電力である。
「負荷電力」は、電灯、外灯、コンセント、家電製品等の「負荷」へ供給される電力である。
「制御部」は、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）であり、蓄電池の充放電を制御する制御部である。
「定格電力安全維持装置」は、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）の保護装置であり、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）に定格電力を流すサージフュルタ、低圧サージフィルタ等である。
「ノイズフィルタ」は、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）の保護装置であり、商用電力や負荷電力から発生したノイズを取り除く。
「電力検出装置」は、消費電力値を検出する装置であり、その電力値を信号でパワーコンディショナ（ＰＣＳ）に送信する。

本発明は、深夜時間帯に商用電力を蓄電し、消費電力量に応じて放電し、電力の供給を可能とする蓄電システム等を提供することができる。

以下に、添付図面を参照しながら、本発明に係るデータベースシステム等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明および添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電システム１００の概略構成を示す図である。図１に示すように、蓄電システム１００は、蓄電装置１０１、建物分電盤１１１、電力検出装置１１４等からなる。１１０は建物を示し、例えば、マンション等の共同住宅、家屋、オフィースビル等である。

蓄電装置１０１は、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２、蓄電池１０３等からなり、建物１１０外部に設置される。建物分電盤１１１内の電力使用回路１１２から給電線１２３を蓄電装置１０１のパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２に接続する。パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２は、蓄電池１０３の充電制御、電力検出装置１１４から受信した使用電力量１３５に応じた放電の制御、災害時のライフライン回路１１７に対する放電制御等を行う制御部である。蓄電池１０３は、商用電力１３０を貯蔵する。

商用電力１３０を送電線から引込線１２０に引き込み、建物１１０内の建物引込開閉器盤１１９を介して、引込線１２０と建物内の電源線１２１が接続してあり、電源線１２１は建物内分電盤１１１に接続される。

建物内分電盤１１１は、例えば、建物共用部の電灯、コンセント等に商用電力１３０を供給する電力使用回路１１２を有する。電力使用回路１１２は、電源線１２１を、ブレーカー１１７−１、１１７−２、系統別ブレーカー（図示せず）を介して各給電線１２２‐ａ、…、１２２−ｚに接続し、給電線１２２に各負荷１１５−ａ、…、１１５−ｚ等を接続する。各負荷１１５−ａ、…、１１５−ｚは、例えば、自動ドア制御盤、ＴＶブースター、ロビーインターホン、電灯、外灯、共用コンセント等の共用部で使用する電気需要機器である。

電力検出装置１１４は、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２に接続する給電線１２３より負荷１１５−ｋ、…１１５−ｚ（蓄電装置１０１からの給電対象）側に設ける。電力検出装置１１４は、常時、負荷１１５−ｋ、…１１５−ｚに流れる全消費電力量である電力使用量１３５を検出し、検出した電力使用量１３５の信号を回線１２９を介して、蓄電装置１０１のパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２に送信する。

負荷１１５−ｋ、…１１５−ｚは、蓄電装置１０１からの給電の対象となり、給電線１２２−ｋ、…１２２−ｚを介して、商用電力１３０と共に、蓄電装置１０１から放電される放電電力１３１を供給する。

次に、災害等で商用電力１３０が停電した場合の蓄電装置１０１からの電力供給について説明する。

蓄電装置１０１のパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２から、給電線１２４をライフラインコンセント１１６に接続し、コンセント回路１１７を設ける。パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２は切替スイッチ１０４を有する。パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２には切替スイッチ１０４の一端が接続してあり、切替スイッチ１０４の他端には、通常時、商用電力１３０の充放電を行う給電線１２３が接続されている。災害等で商用電力１３０が停電した場合、切替スイッチ１０４を切り替えることにより、給電線１２４が接続され、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２は、蓄電池１０３を放電させ、放電電力１３１をライフラインコンセト１１６に供給する。
ライフラインコンセント１１６は、災害時に、ＴＶ、ラジオ等の初期情報の入手、電灯等に利用することでライフラインの確保を行う。

次に、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）保護装置２０１について説明する。図２は、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）保護装置２０１を示す。

図２に示すように、給電線１２３上にパワーコンディショナ（ＰＣＳ）保護装置２０１を設ける。パワーコンディショナ（ＰＣＳ）保護装置２０１は、サージフィルタ２１０、低圧サージフィルタ２１１等の定格電力安全維持装置、ノイズフィルタ２１２等を有する。
サージフィルタ２１０、低圧サージフィルタ２１１等の定格電力安全維持装置は、雷など大容量の電圧が発生した場合でも、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２に定格電圧を流す。
ノイズフィルタ２１２は、商用電力１３０及び建物１１０内の負荷電力１３８から発生したノイズを取り除く。

次に、蓄電システム１００の処理の流れを説明する。図３は、蓄電システム１００の処理手順を示すフローチャートである。

図３に示すように、蓄電装置１０１を建物１１０の外部に設置し、建物分電盤１１１内の電力使用回路１１２から給電線１２３を蓄電装置１０１のパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２に接続する（ステップ３０１）。

建物分電盤１１１の電力使用回路１１２に電力検出装置１１４を設ける（ステップ３０２）。電力検出装置１１４は、検出した電力使用量１３５の信号を送信する回線１２９を蓄電装置１０１のパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２に接続する。

蓄電装置１０１のパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２は、深夜時間帯（２３時〜７時）に商用電力１３０を、給電線１２３を介して、蓄電池１０３に充電させる（ステップ３０３）。

電力検出装置１１４は、常時、使用電力量１３５の値の信号を回線１２９を介して蓄電装置１０１のパワーコンディショナ１０２に送信する（ステップ３０４）。

パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２は、深夜時間帯以外に、給電線１２３を介して、電力検出装置１１４から受け取った使用電力量１３５の電流値に応じて、蓄電池１０３から放電させる（ステップ３０５）。例えば、負荷１１５が増え、使用電力量１３５が大きくなると、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２は、使用電力量１３５に応じて、蓄電池１０３からの放電電力１３１の電力量を大きくし、自動的に商用電力１３０の電力量は小さくなる。
ステップ３０３からステップ３０５の処理を繰り返す。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、建物分電盤１１１内の電力使用回路１１２から接続されるパワーコンデイショナ（ＰＣＳ）１０２と蓄電池１０３からなる蓄電装置１０１と、建物分電盤１１１内に検出した使用電力量をパワーコンデイショナ（ＰＣＳ）１０２に送る電力使用回路１１４等を設け、蓄電装置１０１のパワーコンデイショナ（ＰＣＳ）１０２は、深夜時間帯に、給電線１２３を介して、商用電力１３０を蓄電池１０３に充電させ、電力検出装置１１４は、常時、検出した使用電力量１３５をパワーコンデイショナ（ＰＣＳ）１０２に送り、蓄電装置１０１のパワーコンデイショナ（ＰＣＳ）１０２は、深夜時間帯以外（日中）に、給電線１２３を介して、使用電力量１３５に応じて蓄電池１０３を放電させる。

これにより、商用電力の使用を抑え、貯蔵された割安な深夜電力の供給が可能となり、建物全体への省エネに役立つ。
また、電力会社の深夜に発生する余剰電力を利用して、蓄電池に充電し日中時間帯に使用することにより、日中時に生じるピーク電力を深夜に移行させ、電力負荷の平準化へ貢献できる。

また、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）保護装置２０１を設けることにより、建物１１０から蓄電装置１０１への悪影響を及ぼすことを未然に防ぐことを可能とする。

更に、ライフライン回路１１６を設け、災害時に電力供給を可能とすることにより、ＴＶなど災害初期情報の入手を可能とし、人々の不安を取り除き、電灯等に利用することで、ライフラインの確保に役立つ。

次に、第２の実施の形態について説明する。図４は、蓄電システム４００を示す。

図４に示すように、蓄電システム４００は、蓄電装置１０１、発電機器５０１（太陽光発電機４０１、風力発電機４０２、照明発電機４０３、排気風力発電機４０４等）、建物分電盤１１１等からなる。発電機器５０１は、自然エネルギーによる太陽光発電機４０１、風力発電機４０２や、建物１１０から２次的に生じる照明４０６による照明光発電機、エアコン、エコキュート等のヒートポンプ方式の室外機４０７の排気風による排気風力発電機４０４等である。

蓄電装置１０１は、パワーコンディショナ１０２（ＰＣＳ）、蓄電池１０３等からなる。パワーコンディショナ１０２は、蓄電池１０３の商用電力１３０、発電電力１３９等の蓄電制御、電力検出装置１１４から受信した使用電力量に応じた放電制御等を行う制御部である。蓄電池１０３は、商用電力１３０、発電電力１３９等を貯蔵する。

建物１１０内の発電機器５０１（太陽光発電機４０１、風力発電機４０２、照明発電機４０３、排気風力発電機４０４等）は、給電線１２２を介して、蓄電装置１０１に接続し、各発電機器により発電電力１３９を蓄電装置１０１の蓄電池１０３に蓄電する。

尚、図４において、第１の実施の形態と略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

図５は、発電機器５０１による発電電力１３９の蓄電と放電を示す。図５に示すように、蓄電装置１０１のパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０２は、発電機器５０１より発電した発電電力１３９を、商用電力１３０と共に蓄電池１０３に充電させ、蓄電池１０３を放電させ、給電線１２３を介して、各対象負荷１１５−ｋ、…１１５−ｚに放電電力１３１を供給する。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、建物分電盤１１１内に接続する蓄電装置１０１、電力使用回路１１４、発電機器５０１（太陽光発電機４０１、風力発電機４０２、照明発電機４０３、排気風力発電機４０４等）を設け、発電機器５０１により発電した発電電力１３９を、深夜電力と共に蓄電装置１０１の蓄電池１０３に蓄電し、蓄電装置１０１は、深夜時間帯以外（日中）に、放電する。

これにより、商用電力の使用を抑え、深夜電力と合わせて建物の日中に使用する商用電力を削減することが可能となり、省エネ効果が更に増すこととなる。
また、電力会社の深夜に発生する余剰電力、発電電力等を利用して、蓄電池に貯め日中時間帯に使用することにより、日中時のピーク商用電力需要を抑えることができ、電力の負荷平準化へ効果が高まる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る蓄電システム等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

第１の実施の形態に係る深夜蓄電システム１００の概略構成を示す図パワーコンディショナ（ＰＣＳ）保護装置２０１を示す図深夜蓄電システム１００の処理手順を示すフローチャート第２の実施の形態に係る深夜蓄電システム４００の概略構成を示す図発電機器５０１による発電電力１３９の蓄電と放電を示す図

符号の説明

１００、４００………蓄電システム
１０１………蓄電装置
１０２………パワーコンディショナ（ＰＣＳ）
１０３………蓄電池
１１０………建物
１１１………建物分電盤
１１２………電力使用回路
１１４………電力検出装置
１１５………負荷
１１６………ライフラインコンセント
１２２、１２３、１２４………給電線
１２９………回線
２０１………ＰＣＳ保護装置
５０１………発電機器

Claims

商用電力を蓄電する蓄電池と、
負荷の消費電力量を検出する電力検出装置と、
前記蓄電池の充放電を制御し、前記電力検出装置で検出される消費電力量に応じて、前記蓄電池を放電させ、前記負荷に電力を供給させる制御部と、
を具備することを特徴とする蓄電システム。
前記制御部は、深夜時間帯に前記商用電力を前記蓄電池に充電させ、深夜時間帯以外に前記蓄電池を放電させることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
前記蓄電池から電力を供給するコンセント回路、
を更に具備し、
前記制御部は、前記商用電力の供給が停止した場合、前記蓄電池を放電させ、前記コンセント回路に電力を供給させることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
前記蓄電池に定格電力を流す定格電力安全維持装置、
を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
前記定格電力安全維持装置は、サージフィルタ、又は低圧サージフィルタであることを特徴とする請求項４に記載の蓄電システム。
商用電力及び負荷電力から発生したノイズを取り除くノイズフィルタ、
を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
自然エネルギーや建物から２次的に生じるエネルギーから発電する発電装置、
を具備し、
前記制御部は、前記発電装置より発電した電力を、前記商用電力と共に前記蓄電池に充電させることを特徴とする請求項１に記載の電力蓄電システム。
前記発電装置は、太陽光発電、風力発電、照明光発電、排気風力発電等の少なくとも１つであることを特徴とする請求項７に記載の蓄電システム。