JP2006174540A - Autonomous distributed control type electric storage system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律分散制御型蓄電システムに関する。 The present invention relates to an autonomous distributed control power storage system.
コンピュータの進歩・小型化に伴い、無線通信・保安・設備制御などの制御装置やセンサーなどコンピュータを内蔵する電子機器が大量に使用され、生活環境のあらゆるところにコンピュータ・チップが遍在する社会（ユビキタス・コンピューティング社会）が実現しつつある。こうした社会では、広い範囲に分散した負荷に対してどのように電力を供給するかが問題となる。 Along with the advancement and miniaturization of computers, a large number of electronic devices with built-in computers such as wireless communication, security, equipment control, etc. and sensors are used, and a society where computer chips are ubiquitous everywhere in the living environment ( A ubiquitous computing society is being realized. In such a society, how to supply power to a load distributed over a wide range becomes a problem.
外部からの電力供給なしに内蔵電池で作動するユビキタス電子機器は、従来から存在するが、電池の寿命は通常２〜３年であり、その度に様々な場所に分散する大量のセンサーなどの電池を交換するには、大きなメンテナンスコストが発生する。又、商業電源を利用する場合には、個々の電子機器の消費電力が小さくても、機器の数が膨大となれば全体としてかなりの電力を常時消費することになる。 Ubiquitous electronic devices that operate with built-in batteries without external power supply have existed in the past, but the battery life is usually 2 to 3 years, and batteries such as a large number of sensors that are dispersed in various places each time. Replacing it will incur significant maintenance costs. Further, when using a commercial power source, even if the power consumption of each electronic device is small, if the number of devices becomes enormous, a considerable amount of power is always consumed as a whole.
こうした趣旨から太陽光や風力などの自然エネルギーを利用することが要望されている。自然エネルギーを利用した発電方法は一日のうちで時間帯により発電量にバラツキがあるため、これを平均化するためには蓄電手段が不可欠であり、例えば多数の太陽電池などの発電機から集めた電力を一旦蓄電施設に蓄えてインバータにより交流変換して、分電盤を介して各家庭・建物の電力系統に供給するなどの工夫が必要である。しかしながら、太陽エネルギーのような自然エネルギーはエネルギー密度が低く空間に広く遍在しているという特徴があるため、太陽電池であればその受光面積を広くとらなければならない。従ってこうして薄く広く集めたエネルギーを一カ所に蓄電して再び多数の負荷に給電するという方法をとると、個々の発電機の発電量に比較して発電機と蓄電施設との間及び蓄電施設と負荷との間の送電ロスが大き過ぎ、全体としてひどく効率の悪いシステムとなってしまう。 For this purpose, it is desired to use natural energy such as sunlight and wind power. Since the power generation method using natural energy varies in the amount of power generation depending on the time of day, power storage means are indispensable for averaging this. For example, it is collected from a large number of generators such as solar cells. It is necessary to devise such means that the stored power is temporarily stored in a power storage facility, converted into AC by an inverter, and supplied to the power system of each home / building via a distribution board. However, since natural energy such as solar energy has a characteristic that energy density is low and ubiquitous in space, a solar cell must have a large light receiving area. Therefore, when the method of storing the thinly and widely collected energy in one place and supplying power to a large number of loads again is compared between the generator and the storage facility and between the storage facility and the power generation amount of each generator. The transmission loss between the load and the load is too large, resulting in an extremely inefficient system as a whole.
そこで発電源と負荷とをバランスよく分散するために、直流電流配線に対して、太陽電池等の直流電源（分散電源装置）と、直流／交流変換器付き商用交流電源と、複数の負荷とを並列的に接続したシステムが提案されている（特許文献１、特許文献２）。尚、商用電源を併用するのは自然エネルギーの供給の不安定性を補うためである。 Therefore, in order to distribute the power generation source and the load in a balanced manner, a DC power source (distributed power source device) such as a solar cell, a commercial AC power source with a DC / AC converter, and a plurality of loads are connected to the DC current wiring. Systems connected in parallel have been proposed (Patent Documents 1 and 2). The commercial power supply is used in combination to compensate for the instability of natural energy supply.
又、一般住宅に大きな蓄電装置のスペースをとるのは困難であるため、商用電源から各部屋に配置した蓄電装置を介して複数の負荷へ給電するように構成した住宅用蓄電システム（特許文献３）も知られている。更には、蓄電装置を分散した類似の構成において各蓄電装置をネットワーク用サーバーを介して統括制御するもの（特許文献４）が存在している。
特許文献１及び特許文献２のシステムは、太陽電池などの直流電源と負荷とを分散して配置したものであるが、これに対してどのように蓄電装置を組み込むのかが問題となる。例えば特許文献１の図６には直流の電源装置自体に蓄電装置を組み込んだ構成が示されており、これでは供給電力の平均化という目的は果たせるが、例えば商用電源が停電した場合の各負荷への電力供給のバックアップ電源としての機能に問題が生ずる。即ち、それらの蓄電装置はシステム全体に対して電力を供給するものであるが、こうした配電システムでは利用者が後から負荷を増設するというケースが想定され、そうなると個々の負荷（特にコンピュータチップ）の消費電力量に応じて蓄電量を設定することができず、所定時間停電になってもチップの機能を保全できるという保証をすることが全く出来なくなってしまう。 The systems of Patent Document 1 and Patent Document 2 are arranged by distributing a DC power source such as a solar battery and a load. However, how to incorporate a power storage device becomes a problem. For example, FIG. 6 of Patent Document 1 shows a configuration in which a power storage device is incorporated in a DC power supply device itself, which can serve the purpose of averaging supplied power, but each load when a commercial power supply fails, for example. This causes a problem in the function as a backup power source for supplying power to the power source. In other words, these power storage devices supply power to the entire system, but in such a power distribution system, it is assumed that a user will add a load later, and if that happens, individual loads (especially computer chips) The amount of electricity stored cannot be set according to the amount of power consumed, and it is impossible to guarantee that the function of the chip can be maintained even if a power failure occurs for a predetermined time.
他方、特許文献３のシステムでは、一つの電源から蓄電装置を介して複数の負荷へ接続されており、負荷と蓄電装置とが一対一で接続されているためにバックアップ機能はとり易いが、各蓄電装置がバラバラで運用されているので、停電時に特定場所で電力を消費された場合に、折角他の場所で貯蔵された電力を有効に利用できない。 On the other hand, the system of Patent Document 3 is connected to a plurality of loads from a single power source via a power storage device, and since the load and the power storage device are connected in a one-to-one relationship, it is easy to take a backup function. Since the power storage device is operated separately, when power is consumed in a specific place at the time of a power failure, the power stored in another place cannot be used effectively.
更に特許文献４の如く複数の蓄電装置を一カ所で統括的に管理・制御する場合に、後から蓄電装置などを追加しようとするとプログラムやデータの書き換えをしなければならず、手間がかかるとともにミスを生ずる可能性がある。 Furthermore, when managing and controlling a plurality of power storage devices in one place as in Patent Document 4, if a power storage device or the like is added later, the program or data must be rewritten, which is troublesome. Possible mistakes.
そこで本発明は、複数の蓄電装置及び個別電源を分散的かつ効率的に制御することが出来、柔軟に変更することが出来る蓄電システムとして、個別電源から蓄電装置に蓄えた電力を電力供給口から外部負荷へ供給するように設けた複数の蓄電ユニットから成り、各蓄電ユニットの蓄電装置は、該装置と直接接続した直結蓄電ユニットの蓄電装置を経て全ての蓄電ユニットの蓄電装置と電気的に接続した蓄電システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a power storage system that can control a plurality of power storage devices and individual power sources in a distributed and efficient manner, and can flexibly change the power stored in the power storage device from the individual power source from the power supply port. Consists of a plurality of power storage units provided to supply to an external load, and the power storage device of each power storage unit is electrically connected to the power storage devices of all power storage units via the power storage device of the direct connection power storage unit directly connected to the device An object of the present invention is to provide an electrical storage system.
第１の手段は、所定領域に分散させた蓄電装置群から複数の負荷へ給電する蓄熱システムにおいて、それぞれ外部の個別電源30から主入力部４を介して蓄電装置６に蓄えた電力を主出力部８より外部負荷へ供給する複数の蓄電ユニット２から成り、更に各蓄電ユニット２の蓄電装置６は、該ユニットと直結した少なくとも一つの蓄電ユニットの蓄電装置を経由して全ての蓄電ユニットの蓄電装置６と接続しており、又各蓄電ユニット２は、その蓄電装置と上記直結蓄電ユニットの蓄電装置とのうち供給可能な蓄電量が多い方から少ない方へ送電するように制御した副入出力部16を有している。 In a heat storage system that feeds power to a plurality of loads from a group of power storage devices distributed in a predetermined area, the first means outputs the power stored in the power storage device 6 from the external individual power supply 30 via the main input unit 4, respectively. The power storage device 6 of each power storage unit 2 includes a plurality of power storage units 2 that are supplied from the unit 8 to an external load, and the power storage devices 6 of all the power storage units are connected via the power storage device of at least one power storage unit directly connected to the unit. The sub-input / output connected to the device 6 and controlled so that each power storage unit 2 transmits power from the power storage device and the power storage device of the direct-coupled power storage unit to the one with the larger amount of power that can be supplied. Part 16 is included.
「蓄電ユニット」は、本システムを構成する単位であって、少なくとも主入力部と蓄電装置と制御部と主出力部との各要素で構成されている。もっとも後述の如くこれら諸要素に個別電源を加えたもので蓄電ユニットを構成することもできる。各蓄電ユニットの蓄電装置の蓄電量（及び該装置に接続する個別電源の給電量）は負荷の消費電力や性質に応じて変更することができるが、基本的に各蓄電システムは同一の機能を有し、各蓄電ユニットを随時継ぎ足して可変性の高い蓄電システムを構成している。尚、各蓄電ユニットは直列的に接続しても良いが、既述ユビキタス・コンピューティングに対応するためには、各蓄電ユニットが３つ以上の蓄電ユニットに接続した蓄電・給電ネットワークを構成すると良い。 The “power storage unit” is a unit that constitutes the present system, and includes at least elements of a main input unit, a power storage device, a control unit, and a main output unit. However, as will be described later, the power storage unit can be configured by adding individual power supplies to these elements. The amount of electricity stored in the electricity storage device of each electricity storage unit (and the amount of power supplied to the individual power source connected to the device) can be changed according to the power consumption and nature of the load, but basically each electricity storage system has the same function. And each power storage unit is added as needed to form a highly variable power storage system. Each power storage unit may be connected in series. However, in order to support the above-described ubiquitous computing, a power storage / power supply network in which each power storage unit is connected to three or more power storage units may be configured. .
「個別電源」に関しては、商用交流電源でも良いが、自然エネルギーを利用した発電手段（太陽電池などの光電池、風力発電・熱電変換・圧電変換など）、更には人工エネルギーを２次利用した発電手段（建物からの廃熱を利用した熱電変換や照明光を利用した光発電）、燃料電池・マイクロガスタービンなどの分散型発電装置、鉛蓄電池・リチウムイオン電池外部大容量バッテリーとすることができる。 Regarding "individual power supply", commercial AC power may be used, but power generation means using natural energy (photovoltaic cells such as solar cells, wind power generation / thermoelectric conversion / piezoelectric conversion, etc.), and further power generation means using secondary use of artificial energy (Thermoelectric conversion using waste heat from buildings and photovoltaic power generation using illumination light), distributed power generators such as fuel cells and micro gas turbines, and large-capacity batteries external to lead storage batteries and lithium ion batteries.
又、太陽電池などの各種発電機は、屋上などに設置された専用設備とすることができるが、既述の如くエネルギーを「広く薄く」集めるという趣旨から、各種建材と太陽電池とを一体化することもできる。太陽電池と一体化できる建材の例としては、窓ガラス・ブラインド・屋根材、外壁の外装材、内壁の内装材、床材、カーテンウォール、パーティション、シャッター、インテリア・エクステリア用建材などである。又、可視光を吸収して発電する色素増感太陽電池を利用して建物全体の意匠に適合した建材一体型太陽電池モジュールを構成することもできる。 In addition, various generators such as solar cells can be dedicated equipment installed on the rooftop, etc. However, as described above, various building materials and solar cells are integrated to collect energy widely and thinly. You can also Examples of building materials that can be integrated with solar cells include window glass, blinds, roofing materials, outer wall exterior materials, inner wall interior materials, flooring materials, curtain walls, partitions, shutters, and interior / exterior building materials. In addition, a building material integrated solar cell module suitable for the design of the entire building can be configured using a dye-sensitized solar cell that absorbs visible light and generates power.
又、個別電源は蓄電器に入力するという趣旨から、基本的に直流で出力することが望ましい。商用交流電源を使用することもできるが、この場合には整流器（ＡＣアダプタ）を利用して交流を直流に変換する必要がある。 In addition, it is basically desirable to output the individual power supply with a direct current from the point of input to the battery. A commercial AC power supply can also be used, but in this case, it is necessary to convert AC to DC using a rectifier (AC adapter).
「主入力部」と「主出力部」とは、単なる入出力用の端子であってもよいが、蓄電装置の状態をモニターして過放電、過充電、或いは過電流を阻止するように設けると良い。 The “main input unit” and “main output unit” may be simple input / output terminals, but are provided to monitor the state of the power storage device and prevent overdischarge, overcharge, or overcurrent. And good.
「蓄電装置」は、各蓄電ユニット内で個別電源から出力された電力を貯蔵して、随時外部の負荷へ給電するとともに、直結した蓄電ユニットの蓄電装置を介して他の全ての蓄電ユニットの蓄電装置に電気的に接続されており、これにより、一つの蓄電ユニットの個別電源が破損しても、システム全体でバックアップできるように構成されている。尚、直結蓄電ユニットは、必ずしも空間的に隣接した蓄電ユニットに限る必要はないが、送電ロスを少なくするためには近隣の蓄電ユニットに接続した方が有利である。 The “power storage device” stores the power output from the individual power source in each power storage unit, supplies power to an external load as needed, and stores the power of all other power storage units via the power storage device of the directly connected power storage unit. It is electrically connected to the apparatus, and is configured so that even if the individual power supply of one power storage unit is damaged, the entire system can be backed up. The directly connected power storage units are not necessarily limited to spatially adjacent power storage units, but it is more advantageous to connect to nearby power storage units in order to reduce power transmission loss.
蓄電装置の蓄電許容量は、その蓄電ユニットに接続される負荷に対して所要時間バックアップ電源として電力を供給できる最小蓄電量の他、他の蓄電ユニットに対して電力を供給できる余剰蓄電量を蓄電できるように設定することが望ましい。 The allowable storage amount of a power storage device stores not only the minimum storage amount that can supply power as a backup power supply for the load connected to that storage unit, but also the surplus storage amount that can supply power to other storage units. It is desirable to set it as possible.
更に蓄電装置の基本特性として、充放電サイクルを繰り返して長期間使用することに対する耐久性、重金属イオンなどの環境負荷物質を含まないこと、残量蓄電量の計測が容易であることである。こうした観点から蓄電装置として最も好ましいのは電気二重層コンデンサである。もっともリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケル水素電池などの充放電可能な二次電池を用いることもできる。 Further, basic characteristics of the power storage device include durability against repeated use of a charge / discharge cycle for a long period of time, no inclusion of environmentally hazardous substances such as heavy metal ions, and easy measurement of the remaining power storage amount. From such a viewpoint, the electric double layer capacitor is most preferable as the power storage device. However, secondary batteries that can be charged and discharged, such as lithium ion batteries, lithium polymer batteries, lead storage batteries, and nickel metal hydride batteries, can also be used.
「副入出力部」は、他の蓄電ユニットの蓄電装置との間での電力の授受を制御する機能を有している。その制御は、蓄電装置の上限蓄電量及び下限蓄電量の範囲で蓄電量が増減するようにすると良い。副入出力部は、当該蓄電ユニットと直結された他の蓄電ユニットごとに設けることができる。 The “sub input / output unit” has a function of controlling power transmission / reception with the power storage devices of other power storage units. The control may be performed so that the amount of stored electricity increases or decreases within the range of the upper limit storage amount and the lower limit storage amount of the storage device. The sub input / output unit can be provided for each other power storage unit directly connected to the power storage unit.
尚、「供給可能な蓄電量が多い方から少ない方へ送電する」とは、単に蓄電装置内の総蓄電量の多い方から少ない方へ送電しても良く、又、各蓄電装置の蓄電量のうち該蓄電装置と接続された負荷への停電時バックアップ用の最低蓄電量を除いて余剰蓄電量の多い方から少ない方へ送電しても良い。 Note that “transmitting power from the larger power supply amount to the smaller power supply amount” simply means that power is transmitted from the larger power storage amount in the power storage device to the smaller power storage amount. Of these, power may be transmitted from the larger surplus power storage amount to the smaller power storage amount except for the minimum power storage amount for backup to the load connected to the power storage device.
「負荷」に関しては、本システムは広く薄く電力を貯蔵するシステムであり、小電力を継続して供給するのに適しているため、その負荷も、センサーや電子端末や、ＬＥＤ照明、小型ＰＣなどの小電力の電子機器が適している。しかし一般の電気機器に対しても、例えば商用交流電源の一時的な代用として電力を供給することができる。 Regarding "load", this system is a system that stores power widely and thinly, and is suitable for continuously supplying small power, so the load is also sensor, electronic terminal, LED lighting, small PC, etc. Low power electronic devices are suitable. However, electric power can be supplied to general electric equipment as a temporary substitute for a commercial AC power supply, for example.
第２の手段は、上記第１の手段を有し、かつ上記各蓄電ユニット２は、更に少なくとも該蓄電ユニットの蓄電装置６の蓄電量を監視して制御するための制御部10を具備し、かつ、その蓄電量の情報を、電力の授受を行なう他の蓄電ユニットとの間で情報通信手段18によって交換し、自他の蓄電量に基づいて各蓄電ユニットの制御部10が副入出力部16に送電指令を発するように設けている。 The second means includes the first means, and each power storage unit 2 further includes a control unit 10 for monitoring and controlling at least the amount of power stored in the power storage device 6 of the power storage unit, In addition, the information storage means 18 exchanges information on the amount of stored electricity with other power storage units that exchange power, and the control unit 10 of each power storage unit is configured as a sub input / output unit based on the other power storage amount. 16 is set up to issue a power transmission command.
「制御部」は、蓄電装置の性能（下限蓄電量・上限蓄電量・許容通電量など）を有する記憶手段、少なくとも副入出力部への指令を行なうための演算処理手段、及び蓄電装置の状態（蓄電装置における電流量及び蓄電量）を測定するための状態測定手段を有するものとすればよい。該制御部は制御ＩＣなどで形成することができる。 The “control unit” is a storage unit having the performance of the power storage device (lower limit storage amount / upper limit storage amount / allowable energization amount, etc.), at least an arithmetic processing unit for issuing a command to the sub input / output unit, and the state of the storage device What is necessary is just to have a state measurement means for measuring (the amount of electric current and the amount of electric storage in an electrical storage apparatus). The control unit can be formed by a control IC or the like.
尚、蓄電装置内でのエネルギー損失（電流値の２乗と内部抵抗の積）を少なくするためには、各蓄電ユニット間の電力の移動を出来るだけ経時的に平均化することが望ましい。そのために蓄電装置の蓄電量の測定及び各蓄電ユニット間の蓄電量情報の交換は随時行ない、常に各蓄電ユニット間の蓄電量（或いは余剰蓄電量）がほぼ等しい状態を保つことが望ましい。 In order to reduce the energy loss (the product of the square of the current value and the internal resistance) in the power storage device, it is desirable to average the movement of power between the power storage units as much as possible over time. For this purpose, it is desirable to measure the amount of electricity stored in the electricity storage device and exchange information on the amount of electricity stored between the electricity storage units at any time, and always keep the amount of electricity accumulated between the electricity storage units (or surplus electricity storage amount) substantially equal.
又、制御部は、主入力部及び主出力部における過放電・過充電・過電流を阻止するためにこれら主入力部での入力及び主出力部での出力を制御することが望ましい。制御部は、主入力部、主出力部、及び各副入出力部ごとに設けてもよいが、これら全てを制御する単一の制御部として蓄電ユニット内の全ての入出力を統括的に管理するものとすることが望ましい。 Further, it is desirable that the control unit controls the input at the main input unit and the output at the main output unit in order to prevent overdischarge, overcharge and overcurrent in the main input unit and the main output unit. A control unit may be provided for each of the main input unit, the main output unit, and each sub input / output unit. It is desirable to do.
「情報通信手段」は、各蓄電ユニットと該蓄電ユニットと電力の交換を行うために接続された他の蓄電ユニットとの間ごとにそれぞれ形成している。該情報通信手段は、各蓄電ユニットとを結ぶ通信回線と、各蓄電ユニットの適所（好ましくは副入出力部内）に設置した通信機とを備え、更に該通信機と制御部との間で情報を送受信するように形成している。情報通信手段が伝達する情報としては、相互に接続された蓄電ユニット内の蓄電量の情報の他、各蓄電ユニット内の蓄電量が適正値でなくなった場合にその蓄電ユニットの制御部が発する警報信号を含むことができる。 The “information communication means” is formed between each power storage unit and another power storage unit connected to exchange power with the power storage unit. The information communication means includes a communication line connecting each power storage unit, and a communication device installed at an appropriate place (preferably in the sub input / output unit) of each power storage unit, and further information between the communication device and the control unit. It is formed to transmit and receive. As information transmitted by the information communication means, in addition to information on the storage amount in the storage units connected to each other, an alarm issued by the control unit of the storage unit when the storage amount in each storage unit is no longer an appropriate value A signal can be included.
第３の手段は、上記第２の手段を有し、かつ各蓄電ユニット２の副入出力部16は、１の動作サイクル毎に該蓄電ユニットと直結された他の蓄電ユニット２との間で移送電力量を定めて送受電するように設けられており、かつ各蓄電ユニットの制御部10は、その蓄電装置６の蓄電量を監視する状態測定手段12を有し、該状態測定手段から得た自己の蓄電装置６の蓄電量情報と、上記情報通信手段18を介して他の蓄電ユニット２から得た蓄電量情報とに基づいて、自他の蓄電装置が供給可能な蓄電量の差分をとり、移送電気量をその差分の半分以下に設定するように構成している。 The third means includes the second means, and the sub input / output unit 16 of each power storage unit 2 is connected to the other power storage unit 2 directly connected to the power storage unit every one operation cycle. The control unit 10 of each power storage unit has a state measuring unit 12 that monitors the amount of power stored in the power storage device 6, and is obtained from the state measuring unit. Based on the stored power amount information of the own power storage device 6 and the stored power amount information obtained from the other power storage unit 2 via the information communication means 18, the difference in the stored power amount that can be supplied by the other power storage device is calculated. Therefore, the amount of electricity transferred is set to be less than half of the difference.
移送電力量を、蓄電量の差分の半分以下とするのは、後述の如く移送後の蓄電量の差の相対的な変化が移送電力量の２倍となるからである。尚、各蓄電ユニットにおける動作サイクルは、少なくとも相互に接続された蓄電ユニット間で同期させることが望ましい。 The reason why the amount of transferred power is set to be equal to or less than half the difference in the amount of stored electricity is that the relative change in the amount of stored energy after transfer becomes twice the amount of transferred power, as will be described later. It is desirable that the operation cycle in each power storage unit is synchronized at least between the power storage units connected to each other.
第４の手段は、第１の手段乃至第３の手段の何れかを有し、かつ上記各蓄電ユニット２は、上記外部の個別電源に接続する代わりに、それぞれユニット内蔵の個別電源を有し、これら個別電源の一部は、商用電源とし、残りを太陽電池などの発電装置としている。 The fourth means includes any one of the first means to the third means, and each power storage unit 2 has an individual power supply built in the unit instead of being connected to the external individual power supply. Some of these individual power supplies are commercial power supplies, and the rest are power generators such as solar cells.
本手段において、ユニット内蔵の個別電源といっても、第１の手段に係る外部個別電源と内容的に異なるものではなく、各蓄電ユニットを、個別電源を含んだ電源兼蓄電ユニットとして構築するということである。 In this means, the individual power supply built in the unit is not different in content from the external individual power supply according to the first means, and each power storage unit is constructed as a power supply and power storage unit including the individual power supply. That is.
この場合に、商用電源を個別電源とする蓄電ユニットの制御部は、第１の手段で述べた如く「供給可能な蓄電量が多い方から少ない方へ送電する」という制御方式に代えて、該ユニットと接続された他の蓄電ユニットの蓄電装置に蓄電量の余剰があるときには、該装置からの送電を受け、蓄電量の余剰がないときに限って自己の商用電源から電力を供給させるように制御することもできる。更に商用電源を個別電源とする蓄電ユニットには、負荷を接続せずに、該蓄電ユニットと接続された他の蓄電ユニットからの送電指令に応じて電力を供給する送電専用のユニットとすることもできる。 In this case, as described in the first means, the control unit of the power storage unit that uses the commercial power supply as an individual power supply replaces the control method of “transmitting power from the larger power supply that can be supplied to the smaller power supply”. When there is a surplus in the amount of power stored in the power storage device of another power storage unit connected to the unit, power is received from the device, and power is supplied from its own commercial power source only when there is no surplus in the power storage amount It can also be controlled. Furthermore, a power storage unit that uses a commercial power supply as an individual power supply may be a dedicated power transmission unit that supplies power in accordance with a power transmission command from another power storage unit connected to the power storage unit without connecting a load. it can.
商用電源は、他のユニットの蓄電装置をバックアップするためのものであるので、システム全体に分散して配置することが望ましい。 Since the commercial power source is used to back up the power storage devices of other units, it is desirable that the commercial power source be distributed throughout the system.
第５の手段は、第２の手段乃至第４の手段の何れかを有し、かつ各蓄電ユニット２の副入出力部16は、その蓄電ユニットの蓄電装置における電流量或いは蓄電量が上限値を超えたときには他の蓄電ユニットからの電力の受入れを、又蓄電量が下限値を下回ったときに他の蓄電ユニットへの送電をそれぞれ制限するように構成している。 The fifth means includes any one of the second means to the fourth means, and the sub input / output unit 16 of each power storage unit 2 has an upper limit value for the amount of current or the amount of power stored in the power storage device of the power storage unit. When the value exceeds the value, acceptance of power from other power storage units is restricted, and when the amount of power storage falls below the lower limit value, power transmission to the other power storage units is restricted.
蓄電量を監視するのは、外部負荷への電力の安定供給ということだけでなく、蓄電装置の種類によっては、蓄電量が適正でないと蓄電装置の機能を損なうからである。例えば鉛蓄電池は、下限蓄電量を超えて放電を生ずるとサルフェーションを生じて寿命が著しく短くなる。又、リチウムイオン電池では過放電・過充電は故障の原因となる。本発明では、ユビキタスな電子機器に対応して蓄電装置をさまざまな場所に分散配置することになるので、蓄電装置の交換は出来るだけ避ける必要がある。尚、本手段において「上限値」、「下限値」という用語は、適正な蓄電量の範囲の上限、下限という意味であり、蓄電装置の故障を生ずる蓄電量の限界から多少余裕をもって設定することが望ましい。 The reason for monitoring the amount of power storage is not only the stable supply of power to the external load, but also depending on the type of power storage device, if the amount of power storage is not appropriate, the function of the power storage device is impaired. For example, when a lead storage battery generates a discharge exceeding the lower limit storage capacity, sulfation occurs and the life is remarkably shortened. Moreover, in the lithium ion battery, overdischarge and overcharge cause failure. In the present invention, since the power storage devices are distributed and arranged in various places corresponding to ubiquitous electronic devices, it is necessary to avoid replacement of the power storage devices as much as possible. In this means, the terms “upper limit value” and “lower limit value” mean the upper limit and lower limit of the range of the appropriate power storage amount, and should be set with some margin from the limit of the power storage amount that causes a failure of the power storage device. Is desirable.
もっとも屋上などに設置した一群の太陽電池をそれぞれ蓄電ユニットに接続したような場合には、その設置場所全体が日向になったり、或いは日陰になったりして、隣接する蓄電装置の蓄電量が一斉に下限値乃至上限値に近づくことがあり、こうなると隣接ユニット間の電力の授受だけでは蓄電装置の破損を回避できない。このようにシステム全体としての蓄電量が上限乃至下限に近づいた非常時用の予備蓄電手段として、非常時にのみ電力を入力して常時は出力のみを行うように制御された非常時入力専用の蓄電ユニットや、商用電源に接続され、非常時にのみ出力するように制御された非常時出力専用の蓄電ユニットをシステムの一部に接続しておくことができる。 However, when a group of solar cells installed on the rooftop, etc., are connected to the power storage unit, the entire installation location becomes sunny or shaded, and the amount of power stored in adjacent power storage devices increases. May approach a lower limit value or an upper limit value, and in such a case, damage to the power storage device cannot be avoided only by transferring power between adjacent units. In this way, as an emergency standby power storage means when the power storage amount of the entire system approaches the upper limit or the lower limit, power storage dedicated to emergency input controlled so that power is input only during emergency and only output is performed at all times A unit or a power storage unit dedicated to emergency output that is connected to a commercial power source and controlled to output only in an emergency can be connected to a part of the system.
第６の手段は、第２の手段、第３の手段又は第５の手段の何れかを有し、かつ各蓄電ユニット２の副入出力部16は、電圧コンバータを利用して、通常時には直結した他の蓄電ユニットとの間で小電流が流れるようにするとともに、上記情報通信手段18を通じて得られた他の蓄電ユニットの蓄電装置６の蓄電量の下降の程度に応じて該蓄電ユニットに対して大電流を供給することが可能に構成している。 The sixth means includes any one of the second means, the third means, and the fifth means, and the sub input / output unit 16 of each power storage unit 2 is directly connected in a normal state using a voltage converter. A small current is allowed to flow between the other power storage units, and the power storage unit is connected to the power storage unit according to the degree of the decrease in the power storage amount of the power storage device 6 of the other power storage units obtained through the information communication unit 18. And can supply a large current.
「蓄電量の下降の程度に応じて」とは、他の蓄電ユニットの蓄電装置６の蓄電量に下限値に近づいた場合、或いは蓄電量の下降の速度が予め定めた基準値に比べて大きい場合に、という意味であるものとする。 “According to the degree of decrease in the storage amount” means that the storage amount of the storage device 6 of another storage unit approaches the lower limit value, or the decrease rate of the storage amount is larger than a predetermined reference value. In the case.
第７の手段は、第１の手段乃至第６の手段のいずれかを有し、かつ各蓄電ユニット２の副入出力部16は、他の蓄電ユニットとの電気的接続の良否を監視し、接続不良と判定したときにはその蓄電ユニットへの送電を停止するように構成している。 The seventh means includes any one of the first means to the sixth means, and the sub input / output unit 16 of each power storage unit 2 monitors the quality of electrical connection with other power storage units, When it is determined that the connection is poor, the power transmission to the power storage unit is stopped.
接続の良否を判定する方法は、公知のものでよく、例えば出力端子の電圧を測定して接続の良否を判定するもの（特許文献６）が知られている。 The method for determining the quality of the connection may be a known method. For example, a method for determining the quality of the connection by measuring the voltage of the output terminal (Patent Document 6) is known.
第８の手段は、第１の手段乃至第７の手段の何れかを有し、かつ各蓄電ユニット２は、少なくとも３つの副入出力部16…を有し、これら副入出力部を介して蓄電ユニット間での電力授受用のネットワークを構成することが可能としている。 The eighth means includes any one of the first to seventh means, and each power storage unit 2 includes at least three sub input / output units 16... Via these sub input / output units. It is possible to configure a network for power transfer between power storage units.
このネットワークは、特別の集中管理制御機構を持たずに、蓄電量の多い方から少ない方へ随時電力を交換するように制御された多数の蓄電ユニットで構成されている。このネットワークの機能は、各底部を通水管で連結した多数の水槽からなる貯水槽モデルに置き換えると理解し易い。このモデルは、一つの水槽に多量の雨水が流れ込んで水位が上昇すると、該水槽の水が通水管を介して隣接する水槽へ流れ込み、やがて全ての水槽の水位が平均化されるように構成されたシステムである。これと同様に、本発明の蓄電システムも、蓄電ユニット間の電力の授受により、蓄電システム全体として蓄電量が平均化した状態へ向かうように制御されている。この制御方式に最低限必要な情報は、各蓄電ユニットの自己の蓄電量と該蓄電ユニットに直接接続された隣接蓄電ユニットの蓄電量の情報だけであり、各蓄電ユニットは、それらの情報に基づいて局所的、分散的な制御を行なうように構成されているから、既存の蓄電ユニットの一群に新たな蓄電ユニットを増設するだけで、蓄電ユニットのネットワークを自由に構築することができる。尚、このネットワークの好ましい使用状態は、各個別電源からの電力の入力により、システム全体の蓄電量が徐々に増大し、各外部負荷への出力によりシステム全体の蓄電量が徐々に減少することである。従って、このネットワークは、特に個々の消費電力が比較的小さい多数の電子機器（マイクロコンピュータなど）に電力を供給するのに適している。 This network is composed of a large number of power storage units that are controlled so that power is exchanged from one with the larger amount of power storage to the other with no special centralized management control mechanism. The function of this network can be easily understood by replacing it with a water tank model consisting of a large number of water tanks in which the bottoms are connected by water pipes. This model is configured so that when a large amount of rainwater flows into one tank and the water level rises, the water in the tank flows into the adjacent tank through the water pipe, and eventually the water levels in all the tanks are averaged. System. Similarly, the power storage system of the present invention is also controlled so that the amount of power stored in the power storage system as a whole is averaged by transferring power between the power storage units. The minimum information necessary for this control method is only information on the amount of electricity stored in each electricity storage unit and the amount of electricity stored in an adjacent electricity storage unit directly connected to the electricity storage unit. Each electricity storage unit is based on that information. Therefore, a network of power storage units can be freely constructed simply by adding a new power storage unit to a group of existing power storage units. It should be noted that the preferred usage state of this network is that the amount of electricity stored in the entire system gradually increases as power is input from each individual power supply, and the amount of electricity stored in the entire system gradually decreases due to output to each external load. is there. Therefore, this network is particularly suitable for supplying power to a large number of electronic devices (such as microcomputers) whose individual power consumption is relatively small.
第９の手段は、第２の手段、第３の手段、第５の手段、第６の手段、第７の手段又は第８の手段の何れかを有し、かつ各蓄電ユニット２の蓄電装置６は、２つ以上の副入出力部16を有するとともに、これら副入出力部のうち少なくとも任意の一対の間に、自己の蓄電装置６を経由せずに制御部10の指令によって導通するバイパス回線20を配線し、かつ上記各蓄電ユニット２の制御部10は、それら両副入出力部に接続された他の２つの蓄電ユニット２の一方の制御部10から送電指令を受信したときに、自己の蓄電装置６から送電する代わりに、その送電指令を他の蓄電ユニット２の制御部10へ転送するとともに、当該他の蓄電ユニット２の蓄電装置６から上記バイパス回線20を介して上記一方の蓄電ユニット２の蓄電装置６へ送電することが可能に構成している。 The ninth means includes any one of the second means, the third means, the fifth means, the sixth means, the seventh means, and the eighth means, and the power storage device of each power storage unit 2 6 has two or more sub-input / output units 16 and is bypassed between at least an arbitrary pair of these sub-input / output units by a command from the control unit 10 without passing through its own power storage device 6. When the line 20 is wired and the control unit 10 of each power storage unit 2 receives a power transmission command from one of the other two power storage units 2 connected to the sub input / output units, Instead of transmitting power from its own power storage device 6, the power transmission command is transferred to the control unit 10 of another power storage unit 2, and the one of the power storage devices 6 of the other power storage unit 2 is connected via the bypass line 20. Power can be transmitted to the power storage device 6 of the power storage unit 2 Forms.
「バイパス回線」は、一つの蓄電ユニットに対して近隣の蓄電ユニットの蓄電装置を経由せずに、該近隣蓄電ユニットのバイパス回線を介して遠方の蓄電ユニットから少ない送電ロスで電力を供給する手段である。例えば個別電源として並置した一群の太陽電池がそっくり日陰になったりして、システムのかなり広い範囲で電力不足を生じて、遠方の蓄電ユニットから短時間に電力を供給せざるをえない場合に有効である。 “Bypass line” means that power is supplied to a single power storage unit from a remote power storage unit through a bypass power line of a neighboring power storage unit with less power transmission loss without going through the power storage device of the neighboring power storage unit. It is. For example, it is effective when a group of solar cells juxtaposed as individual power supplies are completely shaded, causing a shortage of power in a fairly wide range of the system, and it is necessary to supply power from a distant power storage unit in a short time It is.
制御部は、上記直結した蓄電装置間で徐々に送電する本来の作動状態と、バイパス回線を経由したショートカット状態との間の切り替えを行う。切替の条件としては、他の蓄電ユニットが発する切替信号を受け取ったこととすることができる。その信号は、例えば蓄電量が基準値を下回った蓄電ユニットが発する送信指令（警告信号）、或いはこの指令に応答して電力を供給する他の蓄電ユニットからの送電信号とすることができる。又、本来の作動状態とショートカット状態との間で完全に切替を行なうのではなく、送電された電力の一部を自己の蓄電装置へ供給し、残りをバイパス回線を経由して他の蓄電ユニットへ送電するように構成することもできる。 The control unit switches between an original operation state where power is gradually transmitted between the directly connected power storage devices and a shortcut state via the bypass line. The switching condition may be that a switching signal issued by another power storage unit has been received. The signal can be, for example, a transmission command (warning signal) issued by a power storage unit whose power storage amount is below a reference value, or a power transmission signal from another power storage unit that supplies power in response to this command. Also, instead of completely switching between the original operating state and the shortcut state, a part of the transmitted power is supplied to its own power storage device, and the rest is connected to another power storage unit via a bypass line. It can also be configured to transmit power to.
本手段は、既述の如く蓄電ユニットの一部を商用電源としてシステムの適所に分散させて配置した場合に有利であり、太陽電池など自然エネルギー利用型の電源が同時に発電を停止した場合に商用電源から効率的な電力供給が可能である。更に又、本手段は、蓄電ユニットをネットワーク状に接続した構成において導入すると有利である。例えば一つの蓄電ユニットに対して２つの蓄電ユニットを接続した場合には、或る蓄電ユニットに対して２つの直結ユニットを介して２次的、３次的…に接続された蓄電ユニットの数は膨大となるので、停電時においても電力不足を生じたシステム部分に対して周辺から迅速に電力を供給できる。 As described above, this means is advantageous when a part of the power storage unit is distributed as a commercial power source at an appropriate position in the system, and is used when a natural energy-based power source such as a solar cell simultaneously stops power generation. Efficient power supply from the power supply is possible. Furthermore, this means is advantageously introduced in a configuration in which the power storage units are connected in a network. For example, when two power storage units are connected to one power storage unit, the number of power storage units connected to a certain power storage unit in a secondary, tertiary, etc. via two directly connected units is Since it becomes enormous, it is possible to quickly supply power from the periphery to the system portion where power shortage has occurred even during a power failure.
第１の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○各蓄電ユニットごとに基本的に負荷に対して個別電源と蓄電装置とがそれぞれ１対１で対応しているので、負荷の消費電力に応じて個別電源の発電量及び蓄電装置の蓄電量を設計でき、従ってエネルギーを効率的に供給できるとともに、停電時のバックアップ電力を担保できる。
○蓄電ユニット間で電力の授受を行うので、一つの蓄電ユニットの個別電源が故障しとしてもシステム全体でバックアップすることができ、故障による影響を受け難い（ロバスト性の高い）システムを構成できる。
○相互に同格・同等の複数の蓄電ユニットから成る分散制御型のシステムとしたから、負荷を増やしたいときには、その負荷に対応する蓄電ユニットをシステムに継ぎ足せば良く、全体を統括する制御装置のデータを書き換えるなどの必要がないので、システムの拡大が容易である。
○又、太陽電池などの蓄電ユニットは比較的高価であるため、当初は少ないユニット数でシステムを稼働させ、必要により随時拡大することが容易であるため、経済的にも導入し易い。
The invention according to the first means has the following effects.
○ Each power storage unit basically has a one-to-one correspondence between the individual power supply and the power storage device for each load. It can be designed, so energy can be supplied efficiently and backup power at the time of power failure can be secured.
○ Since power is exchanged between power storage units, even if an individual power supply of one power storage unit fails, the entire system can be backed up, and a system that is not easily affected by the failure (high robustness) can be configured.
○ Since it is a distributed control type system consisting of multiple storage units that are equal and equivalent to each other, when it is desired to increase the load, it is sufficient to add the storage unit corresponding to the load to the system, and the control device that controls the entire system. Since there is no need to rewrite data, the system can be easily expanded.
In addition, since power storage units such as solar cells are relatively expensive, it is easy to install economically because the system is initially operated with a small number of units and can be easily expanded as needed.
第２の手段に係る発明によれば、制御部10が自他の蓄電ユニットの蓄電量情報に基づいて充放電を行なうので、蓄電量を的確にコントロールすることができる。 According to the invention relating to the second means, since the control unit 10 performs charging / discharging based on the power storage amount information of the self and other power storage units, the power storage amount can be accurately controlled.
第３の手段に係る発明によれば、自他の蓄電装置が供給可能な蓄電量の差分をとり、その差分の半分以下で１動作サイクルごとの移送電気量として決定するように構成したから、１動作サイクルごとに自他の蓄電装置の間で蓄電量が交互に逆転して電力のキャッチボール現象を生ずることを防止できる。 According to the invention relating to the third means, it is configured to take the difference in the amount of electricity that can be supplied by the other electricity storage device, and to determine the amount of transferred electricity for each operation cycle at half or less of the difference. It is possible to prevent a power catch ball phenomenon from occurring by alternately reversing the amount of electricity stored between the other power storage devices every one operation cycle.
第４の手段に係る発明によれば、上記各蓄電ユニット２の個別電源の一部は、商用電源とし、残りを太陽電池などの発電装置としたから、供給の不安定な太陽電池などを商用電源によって補完して両者を有効利用することができる。 According to the fourth aspect of the invention, a part of the individual power source of each power storage unit 2 is a commercial power source and the rest is a power generator such as a solar cell. Both can be used effectively by supplementing with a power source.
第５の手段に係る発明によれば、過剰な放充電及び過電流を防止するように設けたから、蓄電装置の破損を回避してメンテナンスの労力を最小限とするようにしている。 According to the fifth aspect of the invention, since it is provided so as to prevent excessive discharge and overcurrent, damage to the power storage device is avoided and maintenance labor is minimized.
第６の手段に係る発明によれば、通常時は、各蓄電ユニット間で電流を徐々に流すから、送電ロスを最小限に抑えて、広く薄く集めた電力を最も有効に利用することができるとともに、隣接する他の蓄電ユニットが電力不足に陥ったときには柔軟に供給電力量を増大することができる。 According to the sixth aspect of the invention, since current is gradually passed between the respective power storage units in normal times, the power collected widely and thinly can be most effectively used while minimizing power transmission loss. At the same time, the amount of supplied power can be flexibly increased when another adjacent power storage unit falls short of power.
第７の手段に係る発明によれば、各蓄電ユニット２の副入出力部16は、他の蓄電ユニットとの電気的接続の良否を監視し、接続不良と判定したときにはその蓄電ユニットへの送電を停止するように構成したから、電力の漏電を防いで無用の電力の損失を回避することができる。 According to the seventh aspect of the invention, the sub input / output unit 16 of each power storage unit 2 monitors the quality of the electrical connection with other power storage units, and when it is determined that the connection is poor, power transmission to that power storage unit is performed. Therefore, it is possible to prevent power leakage and avoid unnecessary power loss.
第８の手段に係る発明によれば、蓄電ユニット間の配電ネットワークを構成することが可能としたから、蓄電ユニットを直線的に接続した場合に比べて、一つの蓄電ユニットで電力が不足したときにその周囲のあるより蓄電ユニットでバックアップ態勢をとることができ、システムの安全性を高めることができる。 According to the eighth aspect of the invention, since it is possible to configure a power distribution network between the power storage units, when there is a shortage of power in one power storage unit compared to a case where the power storage units are connected linearly Therefore, it is possible to take a backup system with a power storage unit from the surrounding area, and to improve the safety of the system.
第９の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○２つ以上の副入出力部16のうち少なくとも任意の一対の間に、自己の蓄電装置６を経由せずに制御部10の指令によって導通するバイパス回線20を配線したから、一つの蓄電ユニットに対して、遠方の蓄電ユニットから電力を供給するときに、中間の蓄電ユニットの蓄電装置を経由することで生ずる送電ロスを回避して直接電力を送電することができ、送電効率が良い。
○上記各蓄電ユニット２の制御部10は、それら両副入出力部に接続された他の２つの蓄電ユニット２の一方の制御部10から送電指令を受信したときに、自己の蓄電装置６から送電する代わりに、その送電指令を他の蓄電ユニット２の制御部10へ転送するとともに、当該他の蓄電ユニット２の蓄電装置６から上記バイパス回線20を介して上記一方の蓄電ユニット２の蓄電装置６へ送電することが可能に構成したから、システム全体を統括する制御装置を置くことなく、分散制御方式において遠方からの電力供給を適切に行うことができる。
The invention according to the ninth means has the following effects.
○ Since the bypass line 20 that conducts according to the command of the control unit 10 without passing through the own power storage device 6 is wired between at least an arbitrary pair of the two or more sub input / output units 16, one power storage unit On the other hand, when power is supplied from a remote power storage unit, it is possible to directly transmit power while avoiding a power transmission loss caused by passing through the power storage device of the intermediate power storage unit, and the power transmission efficiency is good.
When the control unit 10 of each power storage unit 2 receives a power transmission command from one control unit 10 of the other two power storage units 2 connected to both the sub-input / output units, Instead of transmitting power, the power transmission command is transferred to the control unit 10 of the other power storage unit 2, and the power storage device of the one power storage unit 2 is connected from the power storage device 6 of the other power storage unit 2 via the bypass line 20. Since power can be transmitted to 6, it is possible to appropriately supply power from a distance in the distributed control system without placing a control device that controls the entire system.
図１乃至図６は、本システムの第１実施形態を示している。 1 to 6 show a first embodiment of the system.
本システムは、図１の如く同等の機能を有する複数の蓄電ユニット２…からなり、各蓄電ユニット２は、図２に示す如く、主入力部４と、蓄電装置６と、主出力部８と、副入出力部16と、制御部10とで形成している。蓄電ユニットには、それぞれ１つの個別電源30及び１つの外部負荷32が接続されている。まず各蓄電ユニットの構成のうち、従来公知の部分を説明する。 The system includes a plurality of power storage units 2 having equivalent functions as shown in FIG. 1, and each power storage unit 2 includes a main input unit 4, a power storage device 6, and a main output unit 8, as shown in FIG. The sub input / output unit 16 and the control unit 10 are formed. Each power storage unit is connected to one individual power supply 30 and one external load 32. First, a conventionally known part of the configuration of each power storage unit will be described.
主入力部４は、制御部10からの指令により蓄電装置を流れる電流量及び蓄電量に応じて個別電源30からの電力を制御して過充電・過放電・過電流を生じないようにしている。又、主入力部４は、最大の充電効率を得るために蓄電池での充電電圧と充電電流とを、又電力の最大の引出し効率を得るために電源での入力電圧と入力電流とをそれぞれ制御している。又主入力部４は逆電流・逆電圧防止手段を有することが望ましい。 The main input unit 4 controls the power from the individual power source 30 according to the amount of current flowing through the power storage device and the amount of stored power according to a command from the control unit 10 so as not to cause overcharge / overdischarge / overcurrent. . The main input unit 4 controls the charging voltage and charging current in the storage battery in order to obtain the maximum charging efficiency, and controls the input voltage and input current in the power source in order to obtain the maximum drawing efficiency of power. is doing. The main input unit 4 preferably has reverse current / reverse voltage prevention means.
蓄電装置６は、個別電源30から主入力部４を経て供給された電力を蓄え、主出力部８より外部負荷を給電する。電気２重層コンデンサを蓄電装置として用いると、鉛蓄電池やリチウムイオン電池に比べて繰返し使用に対する耐久性が良く、好適である。 The power storage device 6 stores electric power supplied from the individual power supply 30 via the main input unit 4 and supplies an external load from the main output unit 8. When an electric double layer capacitor is used as a power storage device, it is preferable because durability against repeated use is better than that of a lead storage battery or a lithium ion battery.
主出力部８は、制御部からの指令により外部負荷への供給電力を制御しており、負荷の仕様に合わせて定電圧直流安定化電源として機能するように構成している。又主出力部８は蓄電装置から負荷への過電流及び負荷から蓄電装置への逆電流を阻止するように構成する。更に又主出力部８は、従来公知の如く出力端子の電圧を測定することで、該接続端子への外部負荷への接続の適否を監視する手段を設け、接続不良の場合には電力を出力しないように形成すると良い。主出力部が有する出力端子は一つでも複数でも良く、各出力端子の出力電圧は可変式でも固定式でも良い。 The main output unit 8 controls the power supplied to the external load in accordance with a command from the control unit, and is configured to function as a constant voltage DC stabilized power supply in accordance with the load specifications. The main output unit 8 is configured to prevent an overcurrent from the power storage device to the load and a reverse current from the load to the power storage device. Further, the main output unit 8 is provided with means for monitoring the appropriateness of connection to the external load by measuring the voltage of the output terminal as conventionally known, and outputs power in the case of poor connection. It is good to form so as not to. The main output unit may have one or more output terminals, and the output voltage of each output terminal may be variable or fixed.
制御部10は、蓄電装置６における電流量及び蓄電量を監視する状態測定手段12を有し、その測定値に応じて、主入力部４及び主出力部８に対して制御指令を発する。 The control unit 10 includes a state measurement unit 12 that monitors the amount of current and the amount of power stored in the power storage device 6, and issues a control command to the main input unit 4 and the main output unit 8 according to the measured values.
本発明においては、各蓄電ユニット毎に副入出力部16を設けている。 In the present invention, a sub input / output unit 16 is provided for each power storage unit.
副入出力部16は、隣接する他の蓄電ユニットとの間で電力の授受を行なうためのもので、上記状態測定手段12により得た自己蓄電ユニット内の蓄電量及び電流量の情報を、隣接する他の蓄電ユニットとの間で交換するための情報通信手段18と、昇圧チョッパやスイッチドキャパシタなどの昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電圧・電流制御手段とを有し、これらの手段を用いて隣接蓄電ユニットとの間で蓄電量の多い方から少ない方へ電力を供給することができる。尚、蓄電量の総量の多少に代えて、この総量から、外部負荷毎のバックアップ用の蓄電量を差し引いて、その余剰蓄電量の多少に応じて電力を授受するように構成しても良い。又、副入出力部16は、後述の動作サイクル毎の送電量を、制御部からの指令に基づき増減できるように形成するものとする。両上記情報通信手段18は、当該蓄電ユニットと直結された他の蓄電ユニットと有線乃至無線によって接続するものとする。 The sub input / output unit 16 is for transferring power to and from other adjacent power storage units, and stores information on the power storage amount and current amount in the self power storage unit obtained by the state measuring means 12 adjacent to each other. Information communication means 18 for exchanging with other power storage units, and voltage / current control means using a step-up DC-DC converter such as a step-up chopper or switched capacitor, and these means are used. Thus, electric power can be supplied from the one with the larger amount of electricity stored between the adjacent electricity storage units to the one with the smaller amount. Instead of the total amount of power storage, the backup power storage amount for each external load may be subtracted from this total amount, and power may be transferred according to the amount of surplus power storage. Further, the sub input / output unit 16 is formed so as to be able to increase / decrease the power transmission amount for each operation cycle, which will be described later, based on a command from the control unit. Both the information communication means 18 are connected to other power storage units directly connected to the power storage unit by wire or wirelessly.
又、上記副入出力部16は、他の蓄電ユニットと接続端子を有する。各蓄電ユニットの接続端子の規格は一定とし、任意のどの蓄電ユニットとの接続端子との間でも直接乃至間接に接続可能とすると良い。又、副入出力部16は、上記主入力部４及び主出力部８と同様に、両ユニット間の接続端子の接続が正しいかどうかを監視し、又、上述の接続端子の接続が自他の蓄電ユニットの間で過放電・過充電・過電流が起こらないように送電量を制御する機能を有するものとすると良い。 The sub input / output unit 16 has a connection terminal with another power storage unit. It is preferable that the standard of the connection terminal of each power storage unit is constant, and the connection terminal with any arbitrary power storage unit can be connected directly or indirectly. Similarly to the main input unit 4 and the main output unit 8, the sub input / output unit 16 monitors whether the connection terminals between the two units are correctly connected. It is preferable to have a function of controlling the amount of power transmission so that overdischarge, overcharge, and overcurrent do not occur between the storage units.
又、制御部10は、その記憶手段に、蓄電装置の種別に応じて定めた上限蓄電量、下限蓄電量を記憶させておき、かつ上記状態測定手段12を通じて蓄電量を監視して、蓄電量が上限に近づいたら、主入力部４乃至副入出力部16に対して入力を制限するように、又、蓄電量が下限に近づいたら、主出力部８乃至副入出力部16に対して出力を制限するようにそれぞれ構成することが望ましい。又、蓄電量が下限に近づいたときには、蓄電ユニット２の適所（例えば主出力部）に設置したアラームが、警報音・光・表示などで警報を発するように構成することが望ましい。 In addition, the control unit 10 stores the upper limit storage amount and the lower limit storage amount determined according to the type of the storage device in the storage unit, and monitors the storage amount through the state measurement unit 12 to store the storage amount. When the power approaches the upper limit, the input is limited to the main input unit 4 to the sub input / output unit 16, and when the storage amount approaches the lower limit, the output is output to the main output unit 8 to the sub input / output unit 16. It is desirable to configure each to limit the above. Further, it is desirable that an alarm installed at an appropriate position (for example, main output unit) of the power storage unit 2 emits an alarm with an alarm sound, light, display, or the like when the amount of power storage approaches the lower limit.
又、制御部10として制御ＩＣを用いた場合には、１の動作サイクル毎に蓄電量の多い方の蓄電ユニットにおいて制御部からの指令で所要量の電力を移送するデジタル制御が行われる。この場合に、図３(1)に示す如く自他の蓄電ユニット２Ａ、２Ｂ間の蓄電量が２aである場合に、１動作当たりの電力の移送量を２aとすると、１動作後には図３(2)に想像線で示す如く両ユニット間の蓄電量が逆転し、次の動作サイクルでは逆方向に電力が移送されるという電力のキャッチボール現象が起きて送電ロスを生ずる。これを避けるために、制御部10は、図３に示す如く、各動作サイクル毎に自他の蓄電量の差を計算し、その差の半分以下において１動作当たりの移送電力量を決定して副入出力部に伝達するように構成することが望ましい。即ち、次の次式の如くである。但し、ａは１動作サイクル毎の移送電力量、ΔＥは連結された一対の蓄電装置の蓄電量の差である。 Further, when a control IC is used as the control unit 10, digital control for transferring a required amount of electric power in accordance with a command from the control unit is performed in the power storage unit with the larger amount of power storage for each operation cycle. In this case, as shown in FIG. 3 (1), when the amount of electricity stored between the other electricity storage units 2A and 2B is 2a, if the amount of electric power transferred per operation is 2a, the amount of electricity transferred after one operation is shown in FIG. As indicated by the imaginary line in (2), the amount of electricity stored between both units reverses, and in the next operation cycle, a power catch ball phenomenon occurs in which power is transferred in the opposite direction, resulting in power transmission loss. In order to avoid this, as shown in FIG. 3, the control unit 10 calculates the difference in the amount of stored electricity for each operation cycle, and determines the transfer power amount per operation within half of the difference. It is desirable to configure to transmit to the sub input / output unit. That is, the following equation is obtained. However, a is the amount of electric power transferred for each operation cycle, and ΔE is the difference in the amount of electricity stored between a pair of connected power storage devices.
ａ≦ΔＥ／２
もっとも、図４(1)の如く一つの蓄電ユニット２Ａに複数の他の蓄電ユニット２Ｂ、２Cを接続した場合に、ユニット２Ａ、２Ｂ間の蓄電量の差をΔＥab，ユニット２Ａ、２C間の蓄電量の差をΔＥacとしたときに、これら両ユニットに対してａ1＝ΔＥab／２，ａ2＝ΔＥac／２の電力を移送すると、図４(2)に想像線で示すように蓄電ユニット２Ａと、蓄電ユニット２Ｂ、２Cとの間で蓄電量が逆転してしまうことがある。こうした過剰送電を防ぐためには、送電側の蓄電ユニット２Ａ毎に、１より大きな正の数ｎを定めて、該蓄電ユニットから受電側の各蓄電ユニット２Ｂ、２Cへ移送するそれぞれの電力量を、ａ≦ΔＥ／（２ｎ）として決定することができる。このとき、そのｎは送電側の蓄電ユニットに直結した受電側の蓄電ユニットの数とすることができ、これにより、各動作サイクルごとに１つの蓄電ユニットが増減を繰り返すことを防止できる。図４(1)及び(2)に実線で示した蓄電量の推移は、ｎ=2とした場合のものである。
a ≦ ΔE / 2
Of course, when a plurality of other power storage units 2B and 2C are connected to one power storage unit 2A as shown in FIG. 4 (1), the difference in power storage amount between the units 2A and 2B is expressed as ΔE ab and between the units 2A and 2C. Assuming that the difference in the storage amount is ΔE ac , if power of a 1 = ΔE ab / 2 and a 2 = ΔE ac / 2 is transferred to these two units, as shown by an imaginary line in FIG. In addition, the amount of electricity stored may be reversed between the electricity storage unit 2A and the electricity storage units 2B and 2C. In order to prevent such excessive power transmission, a positive number n greater than 1 is determined for each power storage unit 2A on the power transmission side, and the amount of power transferred from the power storage unit to each power storage unit 2B, 2C on the power reception side is It can be determined as a ≦ ΔE / (2n). At this time, n can be the number of power-receiving-side power storage units directly connected to the power-transmission-side power storage unit, thereby preventing one power storage unit from repeatedly increasing and decreasing in each operation cycle. The transition of the amount of power storage indicated by the solid line in FIGS. 4 (1) and (2) is for n = 2.
図５は、副入出力部16の作用のフローチャートを示している。いま直接接続された２つの蓄電ユニット２Ａ及び２Ｂを考えて、それぞれの蓄電量をＸ、Ｙで表す。Ｘ_max、Ｙ_maxは、過充電防止のための蓄電上限値、Ｘ_min、Ｙ_minは、過放電防止のための蓄電下限値の設定値である。ａは、フローの１サイクルにおける移動電力量を表す。 FIG. 5 shows a flowchart of the operation of the sub input / output unit 16. Considering the two power storage units 2A and 2B that are directly connected now, the respective power storage amounts are represented by X and Y. X_max and Y_max are power storage upper limit values for preventing overcharge, and X_min and Y_min are set values of power storage lower limit values for preventing overdischarge. a represents the amount of moving power in one cycle of the flow.
両蓄電ユニット間の情報通信は、両ユニットが接続されたことを自動感知するか、接続後に手動でボタンを押すなどのスイッチング動作をきっかけに開始する。続いて機械の種類や端子の極性などが正しく接続されているかをチェックし、正しくなければ通信を終了し、正しければ次のステップへ移る。 Information communication between both power storage units is triggered by a switching operation such as automatically sensing that both units are connected or manually pressing a button after connection. Next, it is checked whether the machine type and terminal polarity are correctly connected. If not correct, the communication is terminated, and if correct, the process proceeds to the next step.
続くステップでは、両蓄電ユニットの制御部10は、自他のユニットの蓄電量を比較し、自己の蓄電量が他方の蓄電量に対して２ａより大きければ、電力ａを移送する。このとき、電力量ａの移送によって、送電側の蓄電ユニットの蓄電装置で蓄電量が下限設定値を下回ったり、受電側の蓄電量で蓄電量が上限設定値を上回ったりしないように制御部が判断するステップを設ける。電力の移送量ａを蓄電量差２ａの半分とするのは、電力量ａの移送により送電側の蓄電量が−ａとなり、かつ受電側の蓄電量が＋ａとなるからである。又、フローの一サイクルにおける移送電力量をａと設定して制御することは、接続された外部のシステムに対して過電流が流れることを防止することを防止する効果もある。外部システムに流れる電流は、サイクルの周期と１サイクル当たりの移送電力量ａとで決まる。１サイクル当たりの移送電力量ａは、一定の値でも良いし、蓄電システムの状態により、電力移送効率が最適になるようにアクティブに変化させても良い。 In the subsequent step, the control units 10 of both power storage units compare the power storage amounts of their own and other units, and transfer their power a if their power storage amount is greater than 2a with respect to the other power storage amount. At this time, the control unit prevents the power storage amount of the power storage device of the power storage unit on the power transmission side from falling below a lower limit set value or the power storage amount from the power reception side to exceed the upper limit set value due to the transfer of the power amount a. A determination step is provided. The reason why the power transfer amount a is halved of the power storage amount difference 2a is that the power transfer amount of the power storage side becomes -a and the power reception side of the power storage amount becomes + a. In addition, setting the amount of transferred power in one cycle of the flow as a control also has an effect of preventing an overcurrent from flowing to the connected external system. The current flowing through the external system is determined by the cycle period and the amount of power transferred a per cycle a. The transfer power amount a per cycle may be a constant value, or may be changed actively so that the power transfer efficiency is optimized depending on the state of the power storage system.
本実施形態では、各蓄電ユニット２を直線的に接続して蓄電システムを構成している。しかしながら、該構成は随時変更することができ、例えば一つの蓄電ユニットに対して、これに電力を供給するための他の蓄電ユニットを放射状に配置しても良く、又、後述の如く蓄電ユニットをネットワーク状に接続しても良い。 In the present embodiment, each power storage unit 2 is connected linearly to configure a power storage system. However, the configuration can be changed at any time. For example, another power storage unit for supplying power to one power storage unit may be arranged in a radial manner. It may be connected in a network.
又、個別電源30は、図示例では太陽電池としているが、自然エネルギーを利用するものであればなんでも良い。又、図では省略しているが、自然エネルギー利用型の電源の間に適宜商用電源を介在させることが望ましい。 In addition, the individual power supply 30 is a solar cell in the illustrated example, but may be anything that uses natural energy. Although not shown in the figure, it is desirable that a commercial power source is appropriately interposed between the natural energy-based power sources.
外部負荷32は、ガスセンサー・警備用センサーなどのコンピュータチップ内蔵の電子機器が主であるが、図面上はあえてラジオ・蛍光灯などの家電も描いている。もっとも電力消費量の小さい電子機器と電力消費量の大きい家電には電気容量の大きい蓄電装置を接続しなければならず、この蓄電装置を、電気容量の小さい電子機器用の蓄電装置に直接接続すると、小容量の蓄電装置は直ぐに蓄電量が零になってしまう。これを避けるためには、実際には後述のバイパス回路を設けるなどの緩衝手段を設ける工夫が必要となる。 The external load 32 is mainly an electronic device with a built-in computer chip such as a gas sensor or a security sensor, but on the drawing, home appliances such as a radio and a fluorescent lamp are also drawn. A power storage device with a large electrical capacity must be connected to an electronic device with the lowest power consumption and a household appliance with a large power consumption. When this power storage device is directly connected to a power storage device for an electronic device with a small electrical capacity, In a small-capacity power storage device, the amount of power storage becomes zero immediately. In order to avoid this, it is actually necessary to provide a buffer means such as a bypass circuit described later.
以上の構成において、図１に示す如く個別電源30である太陽電池に太陽光線が当たると、該個別電源から出力された電力が主入力部４を介して蓄電装置６へ蓄電され、該蓄電装置から随時外部負荷30へ供給されている。隣接する蓄電装置の蓄電量の間に差がないときには、各蓄電ユニット２は相互に独立の蓄電・給電システムとして働く。次に一部の蓄電ユニット２において個別電源30が日陰になるなどして蓄電装置６の蓄電量に差を生じたときには、図６に示す如く蓄電量の多い方から少ない方へ電流が流れ、日陰になった蓄電ユニット２においても外部負荷への電力供給が確保される。 In the above configuration, when sunlight strikes a solar cell that is an individual power source 30 as shown in FIG. 1, the power output from the individual power source is stored in the power storage device 6 via the main input unit 4, and the power storage device To the external load 30 from time to time. When there is no difference between the amounts of power stored in adjacent power storage devices, each power storage unit 2 works as an independent power storage / power supply system. Next, when a difference occurs in the amount of electricity stored in the electricity storage device 6 due to the shade of the individual power supply 30 in some of the electricity storage units 2, current flows from the larger amount of electricity stored to the smaller amount as shown in FIG. Even in the shaded power storage unit 2, power supply to the external load is ensured.
仮に図11の如く各蓄電ユニットが分離した構成とすると、日陰となった蓄電ユニットでは、同図に黒塗りで示す如く自己の蓄電装置の蓄電量が零となったときには外部負荷への給電が停止してしまうことになる。これに対して、本システムでは、システム全体として蓄電装置６が相互に電力を授受しているため、システムの一部で電力不足に陥っても他の蓄電ユニットがカバーするためユビキタス電子装置群に対して安定して電力を供給できる。これとともに、単一の容量の大きな蓄電装置に多数の個別電源と多数の外部負荷とを接続した場合と比較すると、様々な場所で発電される自然電力を広く薄く集めて多数の負荷に供給することができる。 If each power storage unit is separated as shown in FIG. 11, in the shaded power storage unit, power is supplied to the external load when the power storage amount of its own power storage device becomes zero as shown in black in the figure. It will stop. On the other hand, in this system, since the power storage device 6 exchanges power with each other as a whole system, other power storage units cover even if power shortage occurs in a part of the system. In contrast, power can be supplied stably. At the same time, compared with the case where a large number of individual power supplies and a large number of external loads are connected to a single large-capacity power storage device, the natural power generated at various locations is collected thinly and supplied to a large number of loads. be able to.
図７は、本発明の第２の実施形態を示すものである。このシステムでは、蓄電ユニット２を、３つ以上の他の蓄電ユニット２に接続可能に形成して、ネットワークとして構築したものである。こうした構成では、隣接する２つの蓄電ユニット間の配線が切れても他の蓄電ユニットを経由して電力を供給することができるので、一部の故障による影響の少ないロバストなシステムとすることができる。図示例のネットワークは、説明の都合上、１つの蓄電ユニットに最大４つの他の蓄電ユニットを接続した規則正しい格子状のネットワークとしているが、個別電源30及び外部負荷32の場所に合わせて柔軟に不規則なネットワークを構築すれば良い。 FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In this system, the power storage unit 2 is formed so as to be connectable to three or more other power storage units 2 and constructed as a network. In such a configuration, even if the wiring between two adjacent power storage units is disconnected, power can be supplied via other power storage units, so that a robust system that is less affected by some failures can be obtained. . For convenience of explanation, the network in the illustrated example is a regular grid network in which up to four other power storage units are connected to one power storage unit. However, the network is not flexible depending on the location of the individual power supply 30 and the external load 32. A regular network should be constructed.
又、図示例では、符号２Ａで示す蓄電ユニットには個別電源30と外部負荷32とを接続し、符号２Ｂで示す蓄電ユニットには個別電源30のみを、又、符号２Ｃで示す蓄電ユニットには外部負荷32のみを接続している。各蓄電ユニット間接続による送電ロスを考慮すると、全ての蓄電装置に個別電源30と外部電源32とを接続することが理想であるが、太陽電池などの個別電源30の設置場所と、センサーなどの外部負荷32の設置場所とが一致するとは限らない。例えば建物の屋上や外壁など太陽の日射量が豊富であるが、接続すべき外部負荷が存在しない場所では、蓄電ユニット２Ｂの如く外部負荷を接続するには及ばず、又、天井裏や床下の如く常時暗闇である場所では蓄電ユニット２Ｃの如く太陽電池などを接続する意味がない。もっとも電力を消費する一方の蓄電ユニット２Ｃを設置すると、その周囲で電力不足に陥る可能性があるので、これに隣接して電力供給専用の蓄熱ユニット２Ｂを設置することが望ましい。天井裏や床下の近くでも、例えば室内へ差し込む日射や室内照明を光源として、光電池（例えば建物の内装材と一体化した色素増感発電素子）から電力を供給することができる。又、一つの外部負荷の消費電力が大きいときには、図示のシステムの下側に示す負荷32Ａの如く複数の蓄電装置に接続することもできる。 In the illustrated example, an individual power source 30 and an external load 32 are connected to the power storage unit indicated by reference numeral 2A, only the individual power source 30 is connected to the power storage unit indicated by reference numeral 2B, and the power storage unit indicated by reference numeral 2C. Only external load 32 is connected. Considering the power transmission loss due to the connection between each power storage unit, it is ideal to connect the individual power supply 30 and the external power supply 32 to all the power storage devices. The installation location of the external load 32 does not always match. For example, in a place where there is abundant solar radiation such as the rooftop or outer wall of a building, but there is no external load to be connected, it is not necessary to connect an external load like the power storage unit 2B. Thus, there is no point in connecting a solar cell or the like like the power storage unit 2C in a place that is always dark. If one power storage unit 2C that consumes most power is installed, there is a possibility of power shortage around it. Therefore, it is desirable to install a heat storage unit 2B dedicated to power supply adjacent to the power storage unit 2C. Even near the back of the ceiling or under the floor, power can be supplied from a photovoltaic cell (for example, a dye-sensitized power generation element integrated with an interior material of a building) using, for example, solar radiation or indoor lighting inserted into the room as a light source. When the power consumption of one external load is large, it can be connected to a plurality of power storage devices like a load 32A shown on the lower side of the illustrated system.
図８及び図９は、本発明の第３の実施形態を示している。本実施形態では各蓄電ユニット２に、その蓄電装置６を経由せずに、隣接する他の蓄電ユニット２から他の一の蓄電ユニット２へ通電するバイパス回線20を設けている。図示例では簡単のため４つの副入出力部16の間にバイパス回線を配線して、副入出力部内に設けた切替装置により蓄電装置を含む通常の回線とバイパス回線との切替をすることができるように構成しているが、その構成は適宜変更することができる。尚、一つの副入出力部16から入力された電力の一部を自己の蓄電ユニットの蓄電装置に入力し、残りをバイパス回線を通じて他の副入出力部16より他の蓄電ユニットに供給することができる。 8 and 9 show a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, each power storage unit 2 is provided with a bypass line 20 that energizes another power storage unit 2 to another power storage unit 2 without passing through the power storage device 6. In the illustrated example, for the sake of simplicity, a bypass line is wired between the four sub input / output units 16, and switching between a normal line including the power storage device and the bypass line can be performed by a switching device provided in the sub input / output unit. Although it is configured so that it can be performed, the configuration can be changed as appropriate. In addition, a part of the electric power input from one sub input / output unit 16 is input to the power storage device of its own power storage unit, and the rest is supplied from the other sub input / output unit 16 to another power storage unit through a bypass line. Can do.
該構成とした理由は次の通りである。ある蓄電装置６Ａの蓄電量が下限値を下回り、その電力の需要を周辺の蓄電装置で賄うことができないときには、図９に矢示する如く最も近い商用電源付きの蓄電装置６Ｄから複数の蓄電装置６Ｂ、６Ｃを経由してバケツリレー式に電力を伝達する必要があるが、経由する各蓄電装置で送電量の１〜２割程度の送電ロスを生ずるので、全体として大きな無駄を生ずる。予め蓄電装置６Ａ、６Ｄを直結する回線を設ければそうした問題は生じないが、システムの任意の一対の蓄電装置を全て接続するのは配線が多過ぎて通常は不可能である。そこで各蓄電ユニット内に蓄電装置６を迂回して電力を伝達するバイパス回線20を設けたのである。 The reason for this configuration is as follows. When the power storage amount of a certain power storage device 6A falls below the lower limit value and the power demand cannot be covered by the peripheral power storage devices, as shown in FIG. 9, the closest power storage device 6D with a commercial power source is connected to a plurality of power storage devices. Although it is necessary to transmit electric power to the bucket relay type via 6B and 6C, since a power transmission loss of about 10 to 20% of the power transmission amount occurs in each power storage device that passes through, a large waste occurs as a whole. Such a problem does not occur if a line directly connecting the power storage devices 6A and 6D is provided in advance, but it is usually impossible to connect any pair of power storage devices in the system because there are too many wires. Therefore, a bypass line 20 that bypasses the power storage device 6 and transmits power is provided in each power storage unit.
各蓄電ユニット内において、蓄電装置を通る通常の回線と、バイパス回線とを切り替える手順としては、次の如くである。図９に点線で示す如くシステムの一部が日陰Ｓとなると、その日陰部分では各蓄電ユニットの蓄電量が減少していくが、日陰の外側のシステムから電力が徐々に供給されるため、日陰Ｓの外周部分に比べて中心部分の方が蓄電量の減少傾向が大きい。日陰Ｓの中心部分で蓄電装置６Ａの蓄電量が下限に近づいたときに、該装置を監視している制御部10は、周囲の蓄電ユニットに対して、自己のユニットへの送電量を増加させるために警報信号を発する。その警報信号には、外部負荷の消費電力などに応じて次の１動作サイクルに送電されるべき電力量を含めることが望ましい。周囲の蓄電ユニット（例えば蓄電装置６Ｂのユニット）では、要請された電力量を送電するだけの蓄電量の余剰があればその要請に答えるが、余剰がなければ、その警報信号を更に遠方の蓄電装置６Ｃのユニットへ転送し、該ユニットでも同様の操作が繰り返される。信号が経由された蓄電装置６Ｂ、６Ｃ…の蓄電ユニットの制御部では、元の蓄電装置６Ａへの道筋を特定するために予め当該ユニットに付与された識別番号等のルート情報を順次上記警報信号に追加して転送するようにすると良い。その信号が商用電源に接続された蓄電装置６Ｄのユニットに到達したときには、該ユニットの制御部は、商用電源からの入力を増やすとともに、自己の蓄電装置６Ｄから警報信号を送信した蓄電ユニットに対して、元の蓄電装置６Ａへの道筋を示す送電指令とともに、要請された電力量を加えた電力を出力し、その送信指令を受けた途中の蓄電装置６Ｂ、６Ｃのユニットは加増された電力分をバイパス回線を経由して蓄電装置６Ａへ送電する。こうすることで電力の最も不足する日陰Ｓの中心部分に直接電力を供給することができ、更に蓄電装置６Ａから日陰外周部分の蓄電装置へ給電できるから、システムの一部における電力不足を迅速かつ無駄なく補うことができる。 In each power storage unit, the procedure for switching between a normal line passing through the power storage device and a bypass line is as follows. As shown by the dotted line in FIG. 9, when a part of the system is in the shade S, the amount of electricity stored in each power storage unit decreases in the shaded part, but since the power is gradually supplied from the system outside the shade, Compared to the outer peripheral portion of S, the central portion has a greater tendency to decrease the amount of stored electricity. When the storage amount of the power storage device 6A approaches the lower limit in the central part of the shade S, the control unit 10 monitoring the device increases the power transmission amount to its own unit with respect to the surrounding power storage units. An alarm signal is issued. The alarm signal preferably includes the amount of power to be transmitted in the next one operation cycle according to the power consumption of the external load. In the surrounding power storage unit (for example, the unit of the power storage device 6B), if there is a surplus of the power storage amount sufficient to transmit the requested amount of power, the request is answered, but if there is no surplus, the alarm signal is transmitted to the farther power storage. The data is transferred to the unit of the apparatus 6C, and the same operation is repeated in the unit. The control unit of the power storage units of the power storage devices 6B, 6C... Through which the signal has passed sequentially outputs route information such as an identification number previously assigned to the unit in order to specify the route to the original power storage device 6A. It is good to add to and transfer. When the signal reaches the unit of the power storage device 6D connected to the commercial power source, the control unit of the unit increases the input from the commercial power source and sends the alarm signal from its own power storage device 6D to the power storage unit. Then, together with the power transmission command indicating the route to the original power storage device 6A, the power including the requested amount of power is output, and the units of the power storage devices 6B and 6C in the middle of receiving the transmission command Is transmitted to the power storage device 6A via the bypass line. In this way, power can be supplied directly to the central portion of the shade S where power is most scarce, and power can be supplied from the power storage device 6A to the power storage device in the shaded outer peripheral portion. Can be compensated without waste.
尚、図示例ではシステムの一部が日陰となった場合を示しているが、例えばシステムの一部に周囲の電子機器に比べて比較的消費電力の大きい家庭電気製品を接続した場合にも、上記バイパス回線の許容電流量の範囲において給電をすることが可能である。 In the illustrated example, the case where a part of the system is shaded is shown. However, for example, when a household electrical product with relatively large power consumption is connected to a part of the system compared to the surrounding electronic devices, Power can be supplied within the allowable current amount range of the bypass line.
図11は、既知のブラインド一体型の太陽電池（例えば特許文献５）を示しており、こうした電池を本発明に使用することもできる。尚、図示のものは、窓側に並置した各ブラインドの各羽根の表裏両面にアモルファスシリコン電池30を配置し、かつブラインド格納部の上方に、上記電池30と接続した蓄電池内蔵の蓄電ユニット２を設け、これら蓄電ユニット２を連結して蓄電システムを構築している。尚、32は外部負荷として設置されたＬＥＤ照明である。 FIG. 11 shows a known blind-integrated solar cell (for example, Patent Document 5), and such a cell can also be used in the present invention. In the illustrated example, an amorphous silicon battery 30 is arranged on both front and back surfaces of each blade of each blind juxtaposed on the window side, and a storage battery built-in storage unit 2 connected to the battery 30 is provided above the blind storage portion. These power storage units 2 are connected to construct a power storage system. Reference numeral 32 denotes an LED illumination installed as an external load.
２…蓄電ユニット ４…主入力部 ６…蓄電装置 ８…主出力部 10…制御部
12…状態測定手段 16…副入出力部 18…情報通信手段 20…バイパス回線
30…個別電源 32…外部負荷
Ｓ…日陰
2 ... Power storage unit 4 ... Main input unit 6 ... Power storage device 8 ... Main output unit 10 ... Control unit
12 ... State measurement means 16 ... Sub input / output unit 18 ... Information communication means 20 ... Bypass line
30 ... Individual power supply 32 ... External load S ... Shade
Claims (9)
The power storage device 6 of each power storage unit 2 has two or more sub-input / output units 16, and a control unit between at least an arbitrary pair of these sub-input / output units without passing through the own power storage device 6. The control unit 10 of each power storage unit 2 is wired from the control unit 10 of the other two power storage units 2 connected to both the sub input / output units. When the command is received, instead of transmitting power from its own power storage device 6, the power transmission command is transferred to the control unit 10 of the other power storage unit 2, and the bypass line is connected from the power storage device 6 of the other power storage unit 2. 20, wherein the power can be transmitted to the power storage device 6 of the one of the power storage units 2 through claim 20, claim 3, claim 5, claim 6, claim 7 or claim Item 9. Autonomous distributed control according to item 8 Power storage system.
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