JP2008135269A

JP2008135269A - ブレーカ装置及び燃料電池システム

Info

Publication number: JP2008135269A
Application number: JP2006319951A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Hachiki; 伸彦鉢木
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2008-06-12

Abstract

【課題】逆潮流を正確に検出できるブレーカ装置及び燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池１から系統電源５への電力の逆潮流を検知する逆潮センサ９を、系統電源５が接続されるブレーカ６に一体に設けてなるもので、ブレーカ６に接続される系統電源５のＬ１相電線、Ｎ相電線及びＬ２相電線のうち、Ｌ１相電線及びＬ２相電線がそれぞれ挿通するように、２つの環状の逆潮センサ９をブレーカ６に一体に設けてなる。これにより、逆潮センサ９の取り付け方向を間違うことなく正確に逆潮流を検出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電装置から系統電源への電力の逆潮流を検知する逆潮センサと、系統電源が接続されるブレーカとを有するブレーカ装置及び燃料電池システムに関する。

従来、系統電源から家庭内負荷へ供給する電力、及び家庭用燃料電池より系統電源へ逆潮流される電力を検知するため、電流センサをブレーカの系統電源の電力引込口に取り付けられる単相３線の両端側に設けた燃料電池システムが知られている(例えば特許文献１参照)。

このような燃料電池システムは、例えば、図５に示すように、屋内に設けられるブレーカボックスには、系統電源５が接続されるブレーカ６と、燃料電池１が接続されるブレーカ７とが収容され、ブレーカ６とブレーカ７とを接続する配線には負荷８が接続されている。ブレーカ６には、単相３線のＬ１相電線、Ｎ相電線及びＬ２相電線が接続されており、Ｌ１相電線及びＬ２相電線は、それぞれ環状の電流センサ９を挿通し、これにより電流センサ９が取り付けられている。

電流センサ９は、例えば、環状のコイルから形成されており、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を電流が流れると、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を流れる電流の大きさに応じて、電流センサ９に電流が流れるようになっており、その電流も、系統電源からブレーカ６に流れる場合と、ブレーカ６から系統電源へ流れる場合（逆潮流）とでは、電流の向きが逆とされている。

従って、電流センサ９から出力される電流の向きを検知することにより、逆潮流かどうか確認でき、しかも、電流センサ９から出力される電流の大きさを検知することにより、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を流れる電流の大きさを検知することができる。

燃料電池１で発生した直流電流は、インバータ２で交流に変換され、ブレーカ７に出力される。インバータ２からのブレーカ７への出力電流は、電流センサ９の信号に応じてインバータ２からブレーカ７に出力される直流電流を制御する制御装置３で制御される。この制御装置３には、屋内に設置されるリモコン４が接続されている。尚、図５の一点鎖線内は、屋外に配置される部分を示している。
特開２００５−２９４２２８号公報

しかしながら、従来の燃料電池システムでは、一般的に使用されているブレーカ６に、系統電源５の単相３線を接続する際に、環状の電流センサ９の向きを考慮して、Ｌ１相電線及びＬ２相電線に挿入し、Ｌ１相電線、Ｎ相電線及びＬ２相電線をブレーカ６に接続していたため、電流センサ９の向きを誤って取り付けてしまう虞があった。

そして、このように電流センサ９の向きを誤って取り付けた場合には、家庭から系統電源へ電力が逆潮流するだけでなく、制御装置３に設けられた安全装置が作動してしまう虞があった。

本発明は、逆潮流を正確に検出できるブレーカ装置及び燃料電池システムを提供することを目的とする。

本発明のブレーカ装置は、発電装置から系統電源への電力の逆潮流を検知する逆潮センサを、系統電源が接続されるブレーカに一体に設けてなることを特徴とする。このようなブレーカ装置では、ブレーカに逆潮センサが一体に設けられているため、逆潮センサの向きを逆に取り付けるといった人為的ミスをなくすことができ、逆潮流を正確に検出でき、燃料電池で発電した電力が系統電源へ漏れ出ることを確実に防止できる。

また、本発明のブレーカ装置は、前記ブレーカに接続される系統電源のＬ１相電線、Ｎ相電線及びＬ２相電線のうち、前記Ｌ１相電線及び前記Ｌ２相電線がそれぞれ挿通するように、２つの環状の前記逆潮センサを前記ブレーカに一体に設けてなることを特徴とする。

このようなブレーカ装置では、ブレーカに逆潮センサが一体に設けられているため、逆潮センサの向きを逆に取り付けることがなく、逆潮流を確実に検出でき、燃料電池で発電した電力が系統電源へ漏れ出ることを確実に防止できる。

本発明の燃料電池システムは、上記ブレーカ装置と、該ブレーカ装置に電気的に接続された燃料電池と、前記ブレーカ装置の前記逆潮センサからの信号に基づき前記燃料電池から負荷への電力供給を制御する制御装置とを具備することを特徴とする。

このような燃料電池システムでは、ブレーカ装置により、逆潮流を正確に検出できるため、燃料電池で発電した電力が系統電源へ漏れ出ないように、制御装置にて確実に制御することができる。

また、本発明の燃料電池システムは、前記ブレーカ装置と前記燃料電池をモニターするリモコンとが屋内に設けられており、前記ブレーカ装置の前記逆潮センサからの信号が、前記リモコンを介して前記制御装置に伝送されることを特徴とする。

このような燃料電池システムでは、ブレーカ装置により、逆潮流を正確に検出できるため、燃料電池で発電した電力が系統電源へ漏れ出ないように、制御装置にて確実に制御することができるとともに、リモコンから制御装置までの配線を共用することにより、屋内のブレーカ装置の逆潮センサからの信号を、屋外の制御装置に伝送する場合に比べ、屋内のブレーカ装置の逆潮センサからリモコンまでの配線距離ですむため、配線距離を短くすることができ、配線が長くなることによるノイズ等の影響を低減できる。

さらに、本発明の燃料電池システムは、前記逆潮センサと前記リモコンとの間、及び前記リモコンと前記制御装置との間のうち少なくとも一方が、無線で接続されていることを特徴とする。逆潮センサとリモコンとの間、及びリモコンと制御装置との間のうち少なくとも一方が、無線で接続されている場合には、配線を長く伸ばすことなくデジタル信号のデータ転送が可能となり、配線が長くなることによるノイズ等の影響を低減できる。

また、本発明の燃料電池システムは、前記逆潮センサと前記制御装置との間が無線で接続されていることを特徴とする。このような燃料電池システムでも、無線で接続されている場合には、配線を長く伸ばすことなくデジタル信号のデータ転送が可能となり、配線が長くなることによるノイズ等の影響を低減でき、レイアウトや設置が容易となる。

本発明のブレーカ装置では、ブレーカに逆潮センサが一体に設けられているため、逆潮センサの向きを逆に取り付けることがなく、逆潮流を正確に検出でき、燃料電池で発電した電力が系統電源へ漏れ出ることを確実に防止できる。

また、本発明の燃料電池システムでは、ブレーカ装置により、逆潮流を正確に検出できるため、燃料電池で発電した電力が系統電源へ漏れ出ないように、制御装置にて確実に制御することができる。

図１は本発明のブレーカ装置１０を示すもので、系統電源が接続されるブレーカ６の上端面に、燃料電池から系統電源への電力の逆潮流を検知する逆潮センサ９を一体に設けて構成されている。本発明において、一体に設けるとは、逆潮センサ９がブレーカ６とは分離しにくいように、ブレーカ６に固定や接合されている場合を含み、さらには、樹脂製のブレーカ本体に逆潮センサ９の収容部が一体に形成されており、その収納部に逆潮センサ９が収納されている場合も含むものである。

ブレーカ６には、単相３線のＬ１相電線、Ｎ相電線及びＬ２相電線が接続されており、Ｌ１相電線及びＬ２相電線は、それぞれブレーカ６に一体に設けられた環状の逆潮センサ９を挿通している。

逆潮センサ９は、例えば、環状のコイルから形成されており、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を電流が流れると、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を流れる電流の大きさに応じて、逆潮センサ９に電流が流れようになっており、その電流も、系統電源からブレーカ６に流れる場合と、ブレーカ６から系統電源へ流れる場合（逆潮流）とでは、電流の向きが逆とされている。

従って、逆潮センサ９から出力される電流の向きを検知することにより、逆潮流かどうか、言い換えれば燃料電池から系統電源へ電力が逆流しているかどうかを確認でき、しかも、逆潮センサ９から出力される電流の大きさを検知することにより、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を流れる電流の大きさを検知することができる。

このようなブレーカ装置では、ブレーカ６に逆潮センサ９が一体に設けられているため、逆潮センサ９の向きを逆に取り付けることがなく、逆潮流を正確に検出でき、燃料電池１で発電した電力が系統電源５へ漏れ出ることを確実に防止できる。また、ブレーカ６に従来と同様、Ｌ１相電線、Ｎ相電線及びＬ２相電線を接続することにより、逆潮センサ９を正確にセットできるため、作業性をも向上できる。

図２は本発明の燃料電池システムを示すもので、ブレーカボックスには、系統電源５が接続されるブレーカ６と、燃料電池１が接続されるブレーカ７とが収容され、ブレーカ６とブレーカ７との配線には負荷８が接続されている。ブレーカ６には、単相３線のＬ１相電線、Ｎ相電線及びＬ２相電線が接続されており、Ｌ１相電線及びＬ２相電線は、それぞれブレーカ６に一体に設けられた環状の逆潮センサ９を挿通している。

逆潮センサ９は、上記したように、環状のコイルから形成されており、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を電流が流れると、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を流れる電流の大きさに応じて、逆潮センサ９に電流が流れようになっており、その電流も、系統電源からブレーカ６に流れる場合と、ブレーカ６から系統電源へ流れる場合（逆潮流）とでは、電流の向きが逆とされている。

従って、逆潮センサ９から出力される電流の向きを検知することにより、逆潮流かどうか確認でき、しかも、逆潮センサ９から出力される電流の大きさを検知することにより、Ｌ１相電線及びＬ２相電線を流れる電流の大きさを検知することができる。

逆潮センサ９は、制御装置３と配線にて接続され、逆潮センサ９からの信号が配線を介して制御装置３に伝送されるようになっている。

燃料電池１で発生した直流出力は、インバータ２で交流に変換され、ブレーカ７に出力される。インバータ２からのブレーカ７への交流出力は、逆潮センサ９の信号に応じてインバータ２からブレーカ７に出力される交流出力を制御する制御装置３で制御される。この制御装置３には、屋内に設置されるリモコン４が接続されている。尚、ブレーカボックス及びリモコン４は屋内に配置され、図２の一点鎖線内は屋外に配置される。

以上のように構成された燃料電池システムでは、ブレーカ装置１０の逆潮センサ９により、逆潮流を正確に検出できるため、逆潮センサ９からの情報が制御装置３に配線を介して伝送され、燃料電池１で発電した電力が系統電源５へ漏れ出ないように、制御装置３にて確実に制御することができる。

また、屋内のブレーカーボックスと屋外に設置した制御装置３との距離がかなり離れている時などは、同じ屋内に設置するリモコン４に逆潮センサ９の情報を入力する事ができれば、同じ屋内の配線作業のみで済むので、施工時間を大幅に短縮できる。

図３は、本発明の燃料電池システムの他の形態を示すもので、ブレーカボックスと燃料電池１をモニターするリモコン４とが屋内に設けられており、ブレーカ装置１０の逆潮センサ９とリモコン４とが配線にて接続され、リモコン４と制御装置３とが配線にて接続されており、逆潮センサ９の信号がリモコン４を介して制御装置３に伝送されるように構成されている。

このような燃料電池システムでは、ブレーカ装置１０の逆潮センサ９により、逆潮流を正確に検出できるため、燃料電池１で発電した電力が系統電源５へ漏れ出ないように、制御装置３にて確実に制御することができるとともに、リモコン４から制御装置３までの配線を、逆潮センサ９から制御装置３との配線の一部として共用することにより、屋内のブレーカ装置１０の逆潮センサ９からの信号を、屋外の制御装置３に伝送する場合に比べ、屋内のブレーカ装置１０の逆潮センサ９からリモコン４までの配線距離ですむため、配線距離を短くすることができる。

図４は、本発明の燃料電池システムのさらに他の形態を示すもので、この形態では、逆潮センサ９とリモコン４との間が無線で接続されており、リモコン４と制御装置３との間は配線にて接続されている。このような燃料電池システムでは、逆潮センサ９とリモコン４との間が、無線で接続されているため、配線を長く伸ばすことなくデジタル信号のデータ転送が可能となり、配線が長くなることによるノイズ等の影響を低減できる。

さらに逆潮センサ９から操作リモコン４への配線を無線化する事によって、更なる施工時間の短縮が期待され、またリモコン４のレイアウトが配線にとらわれず自由となる。

尚、リモコン４と制御装置３との間をも無線にて接続することにより、逆潮センサとリモコンとの間、及びリモコンと制御装置との間の配線をなくすことができ、配線が長くなることによるノイズ等の影響をさらに低減できる。

さらに、逆潮センサ９と制御装置３との間が無線で接続されていても良い。無線で接続されている場合には、配線を長く伸ばすことなくデジタル信号のデータ転送が可能となり、配線が長くなることによるノイズ等の影響を低減でき、レイアウトや設置が容易となる。

本発明のブレーカ装置を示す説明図である。本発明の燃料電池システムを示すブロック図である。逆潮センサとリモコンとの間、リモコンと制御装置との間を配線にて接続した状態を示すブロック図である。逆潮センサとリモコンとの間を無線にて接続し、リモコンと制御装置との間を配線にて接続した状態を示すブロック図である。従来の燃料電池システムを示すブロック図である。

符号の説明

1：燃料電池
3：制御装置
4：リモコン
5：系統電源
6、７：ブレーカ
8：家庭内負荷
9：逆潮センサ
10：ブレーカ装置

Claims

発電装置から系統電源への電力の逆潮流を検知する逆潮センサを、系統電源が接続されるブレーカに一体に設けてなることを特徴とするブレーカ装置。
前記ブレーカに接続される系統電源のＬ１相電線、Ｎ相電線及びＬ２相電線のうち、前記Ｌ１相電線及び前記Ｌ２相電線がそれぞれ挿通するように、２つの環状の前記逆潮センサを前記ブレーカに一体に設けてなることを特徴とする請求項１記載のブレーカ装置。
請求項１又は２記載のブレーカ装置と、該ブレーカ装置に電気的に接続された燃料電池と、前記ブレーカ装置の前記逆潮センサからの信号に基づき前記燃料電池から負荷への電力供給を制御する制御装置とを具備することを特徴とする燃料電池システム。
前記ブレーカ装置と前記燃料電池をモニターするリモコンとが屋内に設けられており、前記ブレーカ装置の前記逆潮センサからの信号が、前記リモコンを介して前記制御装置に伝送されることを特徴とする請求項３記載の燃料電池システム。
前記逆潮センサと前記リモコンとの間、及び前記リモコンと前記制御装置との間のうち少なくとも一方が、無線で接続されていることを特徴とする請求項４記載の燃料電池システム。
前記逆潮センサと前記制御装置との間が無線で接続されていることを特徴とする請求項３記載の燃料電池システム。