JP2009077570A

JP2009077570A - 蓄電装置

Info

Publication number: JP2009077570A
Application number: JP2007245132A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Usami; 浩宇佐見
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】簡易な構成で停電による弊害を最小限に抑えることが可能な蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置１０１は、商用電力系統６１から供給された商用電力を蓄え、蓄えた電力を第１の負荷ＬＤ３および第２の負荷ＬＤ１に供給する蓄電池２と、蓄電池２に蓄えられている電力量を検出する蓄電量検出部３と、商用電力が供給されているか否かを検出する停電検出部４と、蓄電池２と第１の負荷ＬＤ３との間に接続され、蓄電池２に蓄えられている電力が第１の負荷ＬＤ３に供給されるか否かを切り替える第１のスイッチＳＷ３と、商用電力が供給されていないことを停電検出部４が検出した場合には、蓄電量検出部３によって検出された蓄電池２の電力量に基づいて第１のスイッチＳＷ３をオンまたはオフする制御部１とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電装置に関し、特に、商用電力系統から供給された商用電力を複数の負荷に供給する蓄電装置に関する。

商用電力系統からの商用電力の供給が停止した場合に自家発電装置または自家蓄電装置からの電力を負荷に供給する技術の一例として、たとえば、特許文献１には、以下のような自家電力供給制御システムが開示されている。すなわち、自家電力供給制御システムは、自家発電装置および自家蓄電装置を備える。商用電力の停電時、自家発電装置および自家蓄電装置からの電力を電力制御装置経由で需要家内の電気機器に供給する自家電力供給制御システムにおいて、商用電力を供給する電力会社における装置に、商用電力の停電時に通信回線により需要家に復旧予定時間の情報を送信する機能を設け、かつ需要家の電力制御装置に、電力会社における装置からの情報を受信する機能を設ける。そして、商用電力の停電時、電力制御装置により、受信された復旧予定時間に応じて適宜の電気機器を選択し、自家発電装置および自家蓄電装置からの電力を供給する。このような構成により、停電による弊害を最小限に抑えることができる。
特開２００３−９２８４４号公報

しかしながら、特許文献１記載の自家電力供給制御システムでは、復旧予定時間の情報を送受信する必要があるため、電力会社における装置および電力制御装置の構成が複雑になってしまうという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、簡易な構成で停電による弊害を最小限に抑えることが可能な蓄電装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる蓄電装置は、商用電力系統から供給された商用電力を蓄え、蓄えた電力を第１の負荷および第２の負荷に供給する蓄電池と、蓄電池に蓄えられている電力量を検出する蓄電量検出部と、商用電力が供給されているか否かを検出する停電検出部と、蓄電池と第１の負荷との間に接続され、蓄電池に蓄えられている電力が第１の負荷に供給されるか否かを切り替える第１のスイッチと、商用電力が供給されていないことを停電検出部が検出した場合には、蓄電量検出部によって検出された蓄電池の電力量に基づいて第１のスイッチをオンまたはオフする制御部とを備える。

好ましくは、蓄電池は、さらに、蓄えた電力を第３の負荷に供給し、蓄電装置は、さらに、蓄電池と第３の負荷との間に接続され、蓄電池に蓄えられている電力が第３の負荷に供給されるか否かを切り替える第２のスイッチを備え、制御部は、商用電力が供給されていないことを停電検出部が検出した場合であって、蓄電量検出部によって検出された蓄電池の電力量が第１の閾値未満であるときには第１のスイッチをオフし、商用電力が供給されていないことを停電検出部が検出した場合であって、蓄電量検出部によって検出された蓄電池の電力量が第１の閾値より小さい第２の閾値未満であるときには第２のスイッチをオフする。

好ましくは、蓄電池は、さらに、蓄えた電力を第４の負荷に供給し、蓄電装置は、さらに、蓄電池と第４の負荷との間に接続され、蓄電池に蓄えられている電力が第４の負荷に供給されるか否かを切り替える第３のスイッチを備え、制御部は、さらに、商用電力が供給されていないことを停電検出部が検出した場合には、第３のスイッチをオフする。

本発明によれば、簡易な構成で停電による弊害を最小限に抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。

図１を参照して、電力供給システム２０１は、商用電力系統６１と、電力量計５１と、ブレーカ５２と、蓄電装置１０１とを備える。

電力量計５１は、商用電力系統６１から家庭内に供給された商用電力を測定する。
蓄電装置１０１は、商用電力系統６１から供給された商用電力を電子レンジ、冷蔵庫、洗濯機、照明、エアコンおよび給湯器等、家庭内の各家電機器に供給する。

ブレーカ５２は、電力量計５１と蓄電装置１０１との間に接続され、家庭内の各家電機器の消費電力が所定値以上になるとオフすることにより、商用電力系統６１から家庭内の各家電機器への電力供給を遮断する。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電装置の構成を詳細に示す図である。
図２を参照して、蓄電装置１０１は、制御部１と、蓄電池２と、蓄電量検出部３と、停電検出部４と、スイッチＳＷ１と、スイッチ（第２のスイッチ）ＳＷ２と、スイッチ（第１のスイッチ）ＳＷ３と、スイッチ（第３のスイッチ）ＳＷ４と、スイッチＳＷ５，ＳＷ６とを備える。

蓄電池２は、商用電力系統６１から供給された商用電力を蓄え、蓄えた電力を家電機器ＬＤ１〜ＬＤ４に供給する。

ここで、家電機器（第２の負荷）ＬＤ１は、たとえば、リビング照明等の重要度が高い場所の照明、および冷蔵庫である。また、家電機器（第３の負荷）ＬＤ２は、たとえば、重要度の低い場所の照明である。家電機器（第１の負荷）ＬＤ３は、たとえば、給湯器等、生活していく上で重要度の高い機器である。家電機器（第４の負荷）ＬＤ４は、生活していく上で家電機器ＬＤ３よりも重要度の低い機器である。すなわち、家電機器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４は、この順番に生活していく上での重要度が高い。

蓄電量検出部３は、蓄電池２に蓄えられている電力量を検出し、検出した電力量を示す信号を制御部１へ出力する。なお、蓄電量検出部３は、蓄電池２の放電量を検出し、検出した放電量から蓄電池２の蓄電量を算出する構成であってもよい。

停電検出部４は、商用電力系統６１から商用電力が供給されているか否かを検出し、検出結果を示す信号を制御部１へ出力する。

スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、蓄電池２と家電機器ＬＤ１〜ＬＤ４との間にそれぞれ接続され、蓄電池２に蓄えられた電力が家電機器ＬＤ１〜ＬＤ４に供給されるか否かをそれぞれ切り替える。

スイッチＳＷ５は、停電検出部４と蓄電池２との間に接続され、商用電力系統６１からの商用電力が蓄電池２に供給されるか否かを切り替える。

スイッチＳＷ６は、蓄電池２とスイッチＳＷ１〜ＳＷ４との間に接続され、蓄電池２に蓄えられている電力がそれぞれスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を介して家電機器ＬＤ１〜ＬＤ４に供給されるか否かを切り替える。

制御部１は、商用電力が供給されていないことを停電検出部４が検出した場合には、蓄電量検出部３によって検出された蓄電池２の電力量に基づいてスイッチＳＷ２，ＳＷ３をそれぞれオンまたはオフする。また、制御部１は、蓄電池２の充電状態に基づいてスイッチＳＷ５をオンまたはオフする。また、制御部１は、家電機器ＬＤ１〜ＬＤ４の消費電力に基づいてスイッチＳＷ６をオンまたはオフする。

［動作］
次に、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電装置が家電機器に電力を供給する際の動作について説明する。

制御部１は、昼間、商用電力系統６１から商用電力が供給されている、すなわち停電していない場合には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４，ＳＷ６をオンし、スイッチＳＷ５をオフする。そうすると、商用電力系統６１からの商用電力および蓄電池２からの電力が家電機器ＬＤ１〜ＬＤ４に供給される。これにより、商用電力系統６１からの商用電力の使用量を低減し、電気料金を節約することができる。

また、制御部１は、夜間、商用電力系統６１から商用電力が供給されている、すなわち停電していない場合には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５をオンし、スイッチＳＷ６をオフする。これにより、商用電力系統６１からの商用電力が蓄電池２に蓄えられる。

一方、停電が発生すると、停電検出部４は、商用電力系統６１から商用電力が供給されていないことを示す信号を制御部１へ出力する。

制御部１は、停電検出部４から停電状態を示す信号を受けて、スイッチＳＷ４，ＳＷ５をオフし、かつスイッチＳＷ６をオンする。これにより、蓄電池２は、蓄えている電力を家電機器ＬＤ１〜ＬＤ３に供給する。また、蓄電池２から家電機器ＬＤ４へは電力が供給されない。

制御部１は、蓄電量検出部３から受けた信号が示す蓄電池２の蓄電量を監視し、蓄電池２の蓄電量が蓄電池２の最大容量の７０％未満になると、スイッチＳＷ３をオフする。これにより、蓄電池２から家電機器ＬＤ３への電力供給が停止される。すなわち、蓄電池２は、蓄えている電力を家電機器ＬＤ１，ＬＤ２に供給する。

さらに、制御部１は、蓄電量検出部３から受けた信号が示す蓄電池２の蓄電量を監視し、蓄電池２の蓄電量が蓄電池２の最大容量の５０％未満になると、スイッチＳＷ２をオフする。これにより、蓄電池２から家電機器ＬＤ２への電力供給が停止される。すなわち、蓄電池２は、蓄えている電力を家電機器ＬＤ１にのみ供給する。

ところで、特許文献１記載の自家電力供給制御システムでは、復旧予定時間の情報を送受信する必要があるため、電力会社における装置および電力制御装置の構成が複雑になってしまうという問題点があった。しかしながら、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電装置では、制御部１は、商用電力が供給されていないことを停電検出部４が検出した場合には、蓄電量検出部３によって検出された蓄電池２の電力量に基づいてスイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンまたはオフする。このような構成により、電力会社との間で復旧予定時間の情報を送受信することなく、蓄電池２に蓄えられている電力の供給先を適切に選択することができる。

したがって、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電装置では、簡易な構成で停電による弊害を最小限に抑えることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電装置では、制御部１は、停電検出部４から停電状態を示す信号を受けて、スイッチＳＷ４をオフする。このような構成により、重要度の最も低い家電機器ＬＤ４への蓄電池２からの電力供給は行なわれなくなるため、蓄電池２に蓄えられた電力を有効に使用することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る蓄電装置と比べて、最も重要度の低い負荷の接続を変更した蓄電装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る蓄電装置と同様である。

図３は、本発明の第２の実施の形態に係る蓄電装置の構成を詳細に示す図である。
図３を参照して、蓄電装置１０２は、制御部１と、蓄電池２と、蓄電量検出部３と、停電検出部４と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ６とを備える。

本発明の第２の実施の形態では、家電機器ＬＤ４がブレーカ５２に直接接続されており、蓄電装置１０２がスイッチＳＷ４を備えない点が本発明の第１の実施の形態と異なる。

より詳細には、蓄電池２は、商用電力系統６１から供給された商用電力を蓄え、蓄えた電力を家電機器ＬＤ１〜ＬＤ３に供給する。

蓄電量検出部３は、蓄電池２に蓄えられている電力量を検出し、検出した電力量を示す信号を制御部１へ出力する。

スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、蓄電池２と家電機器ＬＤ１〜ＬＤ３との間にそれぞれ接続され、蓄電池２に蓄えられた電力が家電機器ＬＤ１〜ＬＤ３に供給されるか否かをそれぞれ切り替える。

スイッチＳＷ６は、蓄電池２とスイッチＳＷ１〜ＳＷ３との間に接続され、蓄電池２に蓄えられている電力がそれぞれスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を介して家電機器ＬＤ１〜ＬＤ３に供給されるか否かを切り替える。

制御部１は、商用電力が供給されていないことを停電検出部４が検出した場合には、蓄電量検出部３によって検出された蓄電池２の電力量に基づいてスイッチＳＷ２，ＳＷ３をそれぞれオンまたはオフする。また、制御部１は、蓄電池２の充電状態に基づいてスイッチＳＷ５をオンまたはオフする。また、制御部１は、家電機器ＬＤ１〜ＬＤ３の消費電力に基づいてスイッチＳＷ６をオンまたはオフする。

［動作］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る蓄電装置が家電機器に電力を供給する際の動作について説明する。

制御部１は、昼間、商用電力系統６１から商用電力が供給されている、すなわち停電していない場合には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ６をオンし、スイッチＳＷ５をオフする。そうすると、商用電力系統６１からの商用電力および蓄電池２からの電力が家電機器ＬＤ１〜ＬＤ３に供給される。これにより、商用電力系統６１からの商用電力の使用量を低減し、電気料金を節約することができる。

また、制御部１は、夜間、商用電力系統６１から商用電力が供給されている、すなわち停電していない場合には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ５をオンし、スイッチＳＷ６をオフする。これにより、商用電力系統６１からの商用電力が蓄電池２に蓄えられる。

制御部１は、停電検出部４から停電状態を示す信号を受けて、ＳＷ５をオフし、かつスイッチＳＷ６をオンする。これにより、蓄電池２は、蓄えている電力を家電機器ＬＤ１〜ＬＤ３に供給する。

また、停電が発生しても、蓄電装置１０２から家電機器ＬＤ４へは電力が供給されない。

以上のような構成により、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電装置と比べて蓄電装置１０２の小型化を図ることができる。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る蓄電装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。したがって、本発明の第２の実施の形態に係る蓄電装置では、簡易な構成で停電による弊害を最小限に抑えることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る蓄電装置の構成を詳細に示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る蓄電装置の構成を詳細に示す図である。

符号の説明

１制御部、２蓄電池、３蓄電量検出部、４停電検出部、５１電力量計、５２ブレーカ、６１商用電力系統、１０１，１０２蓄電装置、２０１電力供給システム、ＳＷ１〜ＳＷ６スイッチ、ＬＤ１〜ＬＤ４家電機器。

Claims

商用電力系統から供給された商用電力を蓄え、前記蓄えた電力を第１の負荷および第２の負荷に供給する蓄電池と、
前記蓄電池に蓄えられている電力量を検出する蓄電量検出部と、
前記商用電力が供給されているか否かを検出する停電検出部と、
前記蓄電池と前記第１の負荷との間に接続され、前記蓄電池に蓄えられている電力が前記第１の負荷に供給されるか否かを切り替える第１のスイッチと、
前記商用電力が供給されていないことを前記停電検出部が検出した場合には、前記蓄電量検出部によって検出された前記蓄電池の電力量に基づいて前記第１のスイッチをオンまたはオフする制御部とを備える蓄電装置。
前記蓄電池は、さらに、前記蓄えた電力を第３の負荷に供給し、
前記蓄電装置は、さらに、前記蓄電池と前記第３の負荷との間に接続され、前記蓄電池に蓄えられている電力が前記第３の負荷に供給されるか否かを切り替える第２のスイッチを備え、
前記制御部は、
前記商用電力が供給されていないことを前記停電検出部が検出した場合であって、前記蓄電量検出部によって検出された前記蓄電池の電力量が第１の閾値未満であるときには前記第１のスイッチをオフし、
前記商用電力が供給されていないことを前記停電検出部が検出した場合であって、前記蓄電量検出部によって検出された前記蓄電池の電力量が前記第１の閾値より小さい第２の閾値未満であるときには前記第２のスイッチをオフする請求項１記載の蓄電装置。
前記蓄電池は、さらに、前記蓄えた電力を第４の負荷に供給し、
前記蓄電装置は、さらに、前記蓄電池と前記第４の負荷との間に接続され、前記蓄電池に蓄えられている電力が前記第４の負荷に供給されるか否かを切り替える第３のスイッチを備え、
前記制御部は、さらに、前記商用電力が供給されていないことを前記停電検出部が検出した場合には、前記第３のスイッチをオフする請求項１または２に記載の蓄電装置。