JP2009153304A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】分散電源から給電する機器を制限して必要な機器への電力を確保し、かつ必要な機器を利用者が選択できるようにした電力供給システムを提供する。
【解決手段】直流電力供給部１０１は、主電源１０の停止時にバックアップが可能な分散電源２０を備える。直流供給線路Ｗｄｃには複数台の直流機器１０２が接続される。機器記憶部１３は、主電源１０の停止時に運転する直流機器１０２および運転条件を記憶し、機器指定部１４は、主電源１０の停止時には機器記憶部１３を用いて、分散電源２０の電力を受電させる直流機器１０２を選択する。選択された直流機器１０２は分散電源２０からの電力を受電する。機器記憶部１３の内容は広域網ＮＴまたは宅内網に接続される端末装置からセンタサーバ２００または宅内サーバ１１６を通して設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、商用電源のような主電源とは別に、主電源の停電時などに電源供給のバックアップを行う分散電源を設けた電力供給システムに関するものである。

一般に、この種の電力供給システムは、商用電源のような主電源の停電時に、バッテリや太陽電池などの分散電源の電力を用いて電源のバックアップを行うように構成されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。

ところで、分散電源は、主電源に比較すると供給可能な電力容量の小さいことが多く、持続して安定的に電力を供給することは困難である。たとえば、電池を電源とする分散電源では、機器への給電に伴って電池残量が低下するから、時間が経過すると機器への電力供給が停止することになる。また、太陽電池を電源とする分散電源では、十分な光量の太陽光が得られる晴天の昼間であれば、機器の駆動に必要な電力容量を確保できるとしても、雨天や夜間では機器の駆動に必要な発電量が得られない。

この問題に対処すべく、特許文献２では、主電源（基幹電源）が停止すると、分散電源（補助バッテリを用いた電源装置）から給電を可能とするだけではなく、電源装置の電力を用いて給電する機器について給電優先度に従って電力を分配する技術が記載されている。
特開２００４−６４８１４号公報 特開２００５−２６１０３１号公報

しかしながら、特許文献２に記載の技術では、各機器に給電優先度が固定的に設定されているものであり、どの機器をどのような条件で動作させるかを利用者が自由に設定することができない。とくに、主電源の停止（停電）は、いつ生じるか予測できず、そのとき利用者がどこに居るかを予測することはできない。

したがって、主電源の停止時において、できるだけ分散電源の電力を消費しないように給電する機器や動作条件を制限しながらも、利用者にとって必要な機器に給電することは困難である。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、主電源とは別に設けた分散電源のみで機器に給電する際に、分散電源から給電する機器を制限することにより必要な機器への電力を確保し、しかも分散電源から給電する機器の利用者による選択を可能にするとともに、必要に応じて利用者が移動体電話機のような端末装置を用いて利用する機器の選択を可能にすることで、利用者にとって真に必要な機器への給電を可能にした電力供給システムを提供することにある。

請求項１の発明は、主電源の停止時にバックアップが可能な分散電源を備える電力供給部と、電力供給部から供給される電力により駆動される複数台の機器と、主電源の停止を検出する停電検出部と、主電源の停止時に運転する機器および運転する条件を記憶する機器記憶部と、停電検出部が主電源の停止を検出すると機器記憶部に記憶された機器および条件に従って給電する機器を選択し、選択した機器に分散電源からの電力を受電させるとともに残りの機器の受電を停止させる機器指定部と、通信網に接続された端末装置と通信可能であって機器記憶部に記憶させる機器および条件を端末装置から設定可能とするサービス提供部とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記機器は、前記機器指定部と通信可能であって、電力供給部からの電力を受電する状態と受電を停止する状態とが通信により指示される機能を有し、機器指定部は分散電源からの電力を受電させる機器を選択すると、当該機器に対して分散電源からの電力の受電を指示することを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記機器が着脱可能であって機器の装着時において前記電力供給部からの電力を前記機器に給電可能とするアウトレットを備え、アウトレットは、前記機器指定部と通信可能であって、装着された機器に電力供給部からの電力を受電させる状態と受電させない状態とが通信により指示される機能を有し、機器指定部は分散電源からの電力を受電させる機器を選択すると、当該機器が接続されているアウトレットに対して分散電源からの電力を機器に受電させる指示を行うことを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記機器は、前記機器指定部により受電の停止が指示されると主機能を停止し通信機能を継続動作させる構成であって、前記サービス提供部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出した後に前記分散電源からの電力を受電する機器を変更する指示を前記端末装置から受けると、分散電源からの電力を受電する機器を変更する機能を有することを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記分散電源は電池を電源とし、前記機器記憶部は前記条件として電池残量の段階を記憶しており、前記機器指定部は、電池残量を監視する残量監視手段を備えるとともに、残量監視手段により監視した電池残量の段階を機器記憶部と照合することにより分散電源からの電力を受電する機器を選択することを特徴とする。

請求項６の発明では、請求項１の発明において、前記機器が着脱可能であって機器の装着時において前記電力供給部からの電力を前記機器に給電可能とするアウトレットを備え、アウトレットは、前記機器指定部と通信可能であって、前記分散電源から給電されている状態でアウトレットから外された後に再び取り付けられると機器指定部に通知する機能を有し、機器指定部はアウトレットに対する機器の着脱が通知されるとアウトレットから機器への給電状態の反転を指示することを特徴とする。

請求項７の発明では、請求項６の発明において、前記機器指定部は、前記アウトレットへの前記機器の着脱によりアウトレットに対する給電状態を反転させて前記分散電源からの電力を機器に受電させる状態になったときに、当該機器での受電に伴う消費電力の増加により前記分散電源から給電する電力が規定値を超えるときには当該アウトレットから機器への給電停止を指示することを特徴とする。

請求項８の発明では、請求項１〜７のいずれかの発明において、前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、主電源の停止時に運転する機器および運転する条件を機器記憶部に記憶させてあり、主電源が停止すると機器記憶部に記憶された機器および条件に従って給電する機器を選択し、選択した機器に分散電源からの電力を受電させるとともに残りの機器の受電を停止させるから、分散電源のみで機器に給電する際には、給電する機器を制限することで、限られた容量の分散電源であっても機器への電力を確保することができる。

しかも、通信網に接続された端末装置と通信可能なサービス提供部を設け、サービス提供部では機器記憶部に記憶させる機器および条件を端末装置から設定可能であるから、分散電源から給電する機器を利用者が端末装置により指定することができる。つまり、非常用の照明機器、防犯・防災機器、情報機器などから適宜に機器を選択して機器記憶部に登録しておくことにより、主電源の停止時において所望の機器に給電することが可能になるという利点がある。その上、端末装置として移動体電話機などを用いれば、主電源の停止時でも利用する機器の選択が可能になり、いつ主電源が停止し、そのときに利用者がどこに居る場合であっても、利用者にとって真に必要な機器への給電が可能になる。また、機器を運転する条件の指定も可能であるから、分散電源に電池を用いてる場合であれば電池の電池残量を条件としたり、機器を動作させる時間帯を条件としたりすることで、分散電源による機器の運転方法の自由度が広がる。

請求項２の発明の構成によれば、機器指定部が機器に対する通信によって受電の許可と停止とを指示するから、機器ごとに個別に受電するか否かを指定することができ、分散電源からの電力供給を正確に管理することができる。

請求項３の発明の構成によれば、機器指定部が機器を接続するアウトレットに対する通信によって機器で受電させるか否かを指示するから、機器単位で受電を管理することはできないが、機器には通信機能が不要であるから、様々な機器を用いることが可能になる。

請求項４の発明の構成によれば、主電源が停止し分散電源からの電力を機器が受電している状態であっても、分散電源からの電力を受電する機器を変更する指示を端末装置からサービス提供部に与え、サービス提供部では分散電源からの電力を受電する機器を変更可能であるから、主電源の停止後でも利用者は運転する機器を変更することができ、利便性を高めることができる。たとえば、機器記憶部に登録している機器が防災機器であったとしても、主電源の停止時に利用者が照明機器を利用したいと考えたときに、照明機器を利用することが可能になる。

請求項５の発明の構成によれば、分散電源が電池を電源としている場合であって、電池残量に応じて分散電源からの電力を受電する機器を変更可能としているから、安全の確保などのために必須の機器に対する給電を可能な限り継続することが可能になる。

請求項６の発明の構成によれば、分散電源から給電されている状態でアウトレットから機器を外した後に再び装着すると、機器への給電状態が反転するから、分散電源から受電していなかった機器には受電させることができ、分散電源から受電していた機器は受電を停止させることが可能になる。すなわち、主電源の停止時において、利用者が手元の機器をアウトレットから外して再装着するという作業で、当該機器に分散電源からの電力を受電させるか否かを簡単に変更することができる。

請求項７の発明の構成によれば、アウトレットから機器を外して再装着したときに機器が受電を開始する場合であって、受電の開始によって分散電源から給電する電力が規定値を超えるときには、当該機器への受電を行わずに給電停止を指示することによって、運転する機器を変更するのに伴って分散電源の容量が不足するのを防止することができる。ここで、運転中の機器についてアウトレットから機器を外してから再装着することにより当該機器の運転を停止させた場合に、受電が停止されている他の機器で受電可能になることもある。

請求項８の発明の構成によれば、機器が直流であるから分散電源として二次電池や太陽電池を用いる場合に交流電力に変換する必要がなく、分散電源では出力電圧の制御のみを行えばよく、分散電源の構成が簡単になる。

以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建築物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。また、住宅以外にも店舗やオフィスビルなどの建築物に適用することが可能である。

図３は本実施形態を適用する電力供給システムの全体構成である。家屋Ｈには、図３に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部（電力供給部）１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（機器）１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなる玄関システムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２および玄関システムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２と玄関システムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

以下では、図１を参照して本実施形態の要部について説明する。図１において実線は電力の供給経路を示し、破線は通信経路を示している。上述のように、通信信号は直流電圧に重畳しているが、通信信号を伝送する通信路を直流供給線路Ｗｄｃとは別に設けてもよい。直流電力供給部１０１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を含み交流電源ＡＣを電源とする主電源１０と、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３のうち少なくとも二次電池１６２を含む分散電源２０とを備える。

また、図示例では、直流電力供給部１０１が、主電源１０の停止（停電や線間電圧の異常低下）を検出する停電検出部１１と、主電源１０と分散電源２０と直流供給線路Ｗｄｃとの接続を行う給電制御部１２とを備える。給電制御部１２は、分散電源２０に設けた二次電池１６２への充電電流を制御する機能も備える。停電検出部１１と給電制御部１２とは直流電力供給部１０１とは別に設けてもよい。給電制御部１２は、停電検出部１１が主電源１０の停止を検出すると、直流供給線路Ｗｄｃから主電源１０を切り離し、分散電源２０のみを直流供給線路Ｗｄｃに接続する。この構成により、主電源１０の停止時に分散電源２０による電源のバックアップが可能になっている。

ところで、直流機器１０２は直流供給線路Ｗｄｃから直接受電する場合と、直流供給線路Ｗｄｃに接続された直流アウトレット（アウトレット）を通して受電する場合とがある。以下の説明では、まず、直流供給線路Ｗｄｃに直流機器１０２が直接接続されている場合について説明し、その後、直流機器１０２が直流アウトレットを通して受電する場合について説明する。また、直流アウトレットには、主として直流コンセント１３１と引掛シーリング１３２との２種類があるが、直流機器１０２との接続の形態以外には実質的な差異はないので、以下の説明では、とくに必要がなければ直流アウトレットについては、直流コンセント１３１を例として説明する。

上述した停電検出部１１と給電制御部１２とは、機器記憶部１３および機器指定部１４とともに協調制御部１１３を構成する。機器記憶部１３は、主電源１０の停止時に分散電源２０から供給される電力を受電する直流機器１０２の識別情報（ＩＰアドレスなど）および当該直流機器１０２を運転する条件を記憶する不揮発性の半導体メモリを備える。

直流機器１０２は、図２（ａ）に示すように、直流機器１０２として期待される機能を奏する主機能部２０とは別に、通信を可能にするために通信機能部２１を備え、主機能部２０と通信機能部２１とは直流電力と通信信号とを分離するフィルタ回路２２を通して直流供給線路Ｗｄｃに接続される。フィルタ回路２２と主機能部２０との間には通信機能部２１により制御されるスイッチ要素２３が挿入されている。スイッチ要素２３には電磁継電器または半導体リレーを用いる。

スイッチ要素２３のオンオフは、通信機能部２１を通して機器指定部１４から受ける指示により切り換えられる。スイッチ要素２３は常時はオンである。通信機能部２１の電源はスイッチ要素２３に対してフィルタ回路２２側から供給されており、スイッチ要素２３がオフになっても通信機能部２１には直流電力が供給される。また、通信機能部２１は主機能部２０に比較して消費電力が微小であり、スイッチ要素２３がオフであるときには直流機器１０２はハイインピーダンスになる。

直流機器１０２に設けた通信機能部２１は、直流機器２の識別情報や種別に関する情報を保有している。直流機器１０２の種別は、たとえば、玄関システムＫ１０３や住警器システムＫ１０４を構成する直流機器１０２のような防犯・防災（セキュリティ）機器、照明システムＫ１０２，Ｋ１０５を構成する照明機器、情報機器システムＫ１０１を構成する情報機器などがある。

直流機器１０２の識別情報と種別とは宅内サーバ１１６が管理しているから宅内サーバ１１６の情報を利用すればよいが、機器記憶部１３が直流機器１０２と通信することにより情報を収集してもよい。機器記憶部１３には、主電源１０の停止時に分散電源２０からの電力を受電させる直流機器１０２の識別情報だけではなく、直流機器１０２を運転する条件についても格納される。

本例では、直流機器１０２を運転する条件として、分散電源２０に設けた二次電池１６２の電池残量と、直流機器１０２を運転する時間帯とを用いている。後述するように、二次電池１６２は残量監視手段１４ａにより電池残量が監視されており、機器指定部１４に設けた残量監視手段１４ａにより検出される電池残量を複数段階に区分し、各区分ごとに直流機器１０２の識別情報を対応付けてある。

また、時間帯は、通常は一日の時間帯であり、たとえば、分散電源２０からの電力を受電する対象となる直流機器１０２が通常の照明機器であるとすれば、昼間には点灯させる必要がない。したがって、分散電源２０からの電力を受電させる必要のある直流機器１０２が通常の照明機器であるときには、夜間の時間帯にのみ分散電源２０から供給される電力を受電するように指定しておけばよい。

このように、機器記憶部１３には、（識別情報、電池残量、時間帯）の３つ組を登録しておく。なお、直流機器１０２を運転させる条件は電池残量や時間帯に限らず、設置場所などの他の条件を用いることも可能である。

ところで、機器記憶部１３に、直流機器１０２の識別情報や運転条件を設定するには、通信網である広域網ＮＴあるいは宅内網に接続される端末装置（図示せず）を用いる。端末装置には、表示器１１７、パーソナルコンピュータ、移動体電話機などを用いることができる。本例では、端末装置がブラウザ機能を備えている場合を想定しており、センタサーバ２００あるいは宅内サーバ１１６では、端末装置のブラウザ機能を利用して機器記憶部１３に記憶させる事項を設定可能とするサービスを提供する。つまり、センタサーバ２００もしくは宅内サーバ１１６はサービス提供部として機能する。

たとえば、センタサーバ２００では機器記憶部１３に必要な事項を登録するための設定画面を端末装置に提示し、端末装置に付設した操作部を操作することにより必要な事項を設定すると、設定した事項をセンタサーバ２００が機器記憶部１３に登録する。同様の処理はセンタサーバ２００ではなく宅内サーバ１１６により行うことも可能である。宅内サーバ１１６をサービス提供部として用いる場合には、端末装置として表示器１１７を用いると、機器記憶部１３に必要事項を登録する際に広域網ＮＴを利用しないから情報漏洩の可能性を低減できる。

機器記憶部１３に必要な事項が登録されている状態において、交流電源ＡＣの停電などにより主電源１０が停止したことを停電検出部１１が検出すると、機器指定部１４は機器記憶部１３に登録されている内容に従って分散電源２０からの電力を受電させる直流機器１０２を選択する。さらに、選択した直流機器１０２に対しては、スイッチ要素２３をオンにして直流供給線路Ｗｄｃから受電するように指示し、選択していない直流機器１０２に対しては、スイッチ要素２３をオフにして直流供給線路Ｗｄｃからの受電を停止するように指示する。なお、上述したように、スイッチ要素２３をオフにして受電を停止させても通信機能部２１には直流供給線路Ｗｄｃが接続されているから、通信機能部２１は動作を継続する。

このような動作により、分散電源２０のみで直流機器１０２に給電する際には、給電する直流機器１０２を制限することになり、容量の限られている分散電源２０であっても必要な直流機器１０２への電力を確保することができる。また、分散電源２０から給電する直流機器１０２は、利用者が端末装置を用いて機器記憶部１３に設定することができるから、主電源１０の停止時には利用者が必要と考える所望の直流機器１０２での受電が可能になって利用者にとっての利便性が向上する。

ところで、機器記憶部１３の内容の設定はセンタサーバ２００あるいは宅内サーバ１１６が行っており、センタサーバ２００や宅内サーバ１１６に対しては端末装置を用いて指示を与えるから、センタサーバ２００や宅内サーバ１１６と端末装置とが利用可能であれば、主電源１０が停止している期間であっても機器記憶部１３に通電していれば機器記憶部１３の内容を変更することが可能である。

このように停電検出部１１により主電源１０の停止が検出されているときに、機器記憶部１３および機器指定部１４に分散電源２０からの電力を供給しておけば、主電源１０が停止している期間であっても、端末装置からの指示で運転あるいは停止する直流機器１０２を変更することができる。つまり、主電源１０の停止時には機器記憶部１３に登録された直流機器１０２が運転されるが、利用者は端末装置を用いることにより運転する直流機器を変更することが可能になる。たとえば、機器記憶部１３に登録している直流機器１０２が防災機器であったとしても、主電源１０の停止時に利用者が照明機器を利用したいと考えたときに、端末装置で変更すれば照明機器を利用することが可能になる。

分散電源２０に設けた二次電池１６２は、主電源１０の停止した状態が長時間継続すると電池残量が低下するから、利用者の望む直流機器１０２に対してできるだけ長時間に亘って分散電源２０からの給電を継続し、かつ主電源１０の停止直後には、できるだけ多くの直流機器１０２での受電を可能とするには、二次電池１６２の電池残量に応じて、分散電源２０から受電可能な直流機器１０２の台数をしだいに減少させるのが望ましい。

二次電池１６２の電池残量は、上述したように、機器指定部１４に設けた残量監視手段１４ａにより計測する。また、残量監視手段１４ａにより監視された電池残量は複数段階に区分される。一方、機器記憶部１３には条件として電池残量の段階が登録されており、分散電源２０から直流機器１０３に給電されているときには、残量監視手段１４ａにより監視された電池残量を機器記憶部１３に照合することにより、電池残量に応じて給電する直流機器１０２を変更する。電池残量は新品の二次電池１６２を満充電したときの電池残量に対する百分率で表される。

具体的には、電池残量が少ないほど給電する直流機器１０２の台数を低減させるように機器記憶部１３に条件が設定されており、たとえば、電池残量が、０〜１５％では非常用の照明機器を選択し、５〜１０％では防災・防犯機器を選択し、１０〜１５％では情報機器（電話機など）を選択する。この例では、電池残量が１０〜１５％では、照明機器、防災・防犯機器、情報機器が分散電源２０からの電力により動作し、電池残量が５〜１０％では、照明機器、防災・防犯機器が分散電源２０からの電力により動作し、電池残量が５％以下では、照明機器のみが分散電源２０からの電力により動作する。言い換えると、情報機器、防災・防犯機器、照明機器の順に湯煎度が設定されていることに相当し、利用できる電池残量がなくなるまで照明機器を継続して点灯させることになる。この動作により、安全の確保などのために必須の直流機器１０２に対する給電を可能な限り継続することができる。

上述した構成では、直流機器１０２に通信機能部２１を設け、直流機器１０２に設けたスイッチ要素２３をオンオフさせることにより、直流機器１０２で受電するか受電を停止するかを選択しているから、直流機器１０２ごとに個別に受電の制御が可能であり、分散電源２０からの電力供給を正確に管理することができる。しかしながら、すべての直流機器１０２に通信機能部２１やスイッチ要素２３を設けるとコスト高になる。

そこで、直流機器１０２に、通信機能部２１やスイッチ要素２３を設ける代わりに、図２（ｂ）に示すように、直流コンセント１３１に同様の機能を持たせるようにしてもよい。すなわち、直流コンセント１３１に、機器指定部１４と通信可能な通信機能部３１を設け、機器指定部１４から通信機能部３１を通して受ける指示に応じてオンオフされるスイッチ要素３２を設ける。スイッチ要素３２には電磁継電器または半導体リレーを用いる。直流コンセント１３１の器体には、直流供給線路Ｗｄｃに接続される電線接続口３３と、直流機器１０２に設けたプラグあるいは栓刃が着脱可能に接続されるレセプタクル３４とが設けられ、スイッチ要素３２は電線接続口３３とレセプタクル３４との間に挿入されている。また、直流機器１０２と同様に、直流コンセント１３１の電線接続口３３とスイッチ要素３２との間にはフィルタ回路３７が設けられ、通信機能部３１への通信信号がフィルタ回路３７により分離される。

したがって、スイッチ要素３２がオンであれば、電線接続口３３に接続された直流供給線路Ｗｄｃからの電力をレセプタクル３４に供給することができ、レセプタクル３４に直流機器１０２が接続されていれば、直流コンセント１３１を通して直流機器１０２に受電させることができる。また、通信機能部３１を通して指示されることによりスイッチ要素３２がオフになると、直流機器１０２の受電を停止させることができる。

直流機器１０２が直流コンセント１３１に一対一に接続されていれば、直流コンセント１３１におけるスイッチ要素３２のオンオフを制御することは、実質的に直流機器１０２に設けたスイッチ要素２３のオンオフを制御することと等価になる。

直流コンセント１３１には、レセプタクル３４に対する直流機器１０２の着脱を検出する着脱検出部３５と、主電源１０が停止している期間においてレセプタクル３４に接続されている直流機器１０２が外された後に再び装着されたことを着脱検出部３５で検出すると通信機能部３１を通して機器指定部１４に通知する反転通知部３６とが設けられている。着脱検出部３５は、レセプタクル３４に直流機器１０２が接続されたときに操作子が押圧されるマイクロスイッチなどを用いて構成される。反転通知部３６では、レセプタクル３４から直流機器１０２を外した後に一定時間内（通常は、２〜５秒程度）に直流機器１０２が再装着されると、機器指定部１４に通知する。

機器指定部１４では、直流機器１０２がレセプタクル３４に着脱されたことが通知されると、通信機能部３１に対してスイッチ要素３２のオンオフの状態を反転させるように指示する。つまり、直流機器１０２を着脱する前に直流機器１０２が分散電源２０からの電力を受電していた場合には、直流機器１０２への給電が停止し、逆に、直流機器１０２を着脱する前に直流機器１０２が分散電源２０からの電力を受電していなかった場合には、直流機器１０２への給電が開始される。

このような動作を可能とすることにより、主電源１０の停止時に利用者が手元の直流コンセント１３１に接続されている直流機器１０２を外した後に再装着すると、当該直流機器１０２で分散電源２０からの電力を受電するか否かの状態を反転させることができる。言い換えると、機器記憶部１３において受電するように指定されている直流機器１０２について、利用者が不要と考えれば運転を停止させることができ、機器記憶部１３において受電しないように指定されている直流機器１０２について、利用者が必要と考えれば運転させることが可能になる。しかも、主電源１０が停止している期間において、直流機器１０２が受電するか否かを変更するに際して端末装置を用いる必要がなく、レセプタクル３４に対する着脱のみで受電するか否かの状態を反転でき利便性が高くなる。

上述のようにして、直流機器１０２に受電させるか否かの状態を反転させた場合であって、受電していなかった直流機器１０２が受電するようになったときには、消費電力が増加するから、分散電源２０の容量が不足する可能性がある。そこで、分散電源２０には給電する電力について上限となる規定値を設定してあり、分散電源２０から給電する電力がこの規定値を超えるときには、その直流コンセント１３１から直流機器１３１への給電を停止するように、機器指定部１４から指示を与える。

この動作により、分散電源２０の出力電力が不足するのを防止することができ、結果的に、運転する直流機器１０２を変更した場合でも分散電源２０の容量が不足するのを防止することができる。なお、スイッチ要素３２に代えてインピーダンスを調節する構成を直流コンセント１３１に設け、分散電源２０の容量が不足する場合にインピーダンスを大きくすることによって分散電源２０の出力電力を制限する構成を採用することも可能である。

なお、上述した実施形態では、機器記憶部１３を協調制御部１１３に設けた例を示しているが、直流電力供給部１０１、宅内サーバ１１６、センタサーバ２００、直流機器１０２のいずれかに設けることも可能である。また、電力供給部として直流電力供給部１０１を例示したが、交流電力供給部を用いることも可能である。この場合、直流機器１０２に代えて機器として交流機器を用いることになる。

本発明の実施形態を示す要部ブロック図である。 同上に用いる直流機器を示すブロック図である。 同上の全体構成を示す構成図である。

符号の説明

１０ 主電源
１１ 停電検出部
１２ 給電制御部
１３ 機器記憶部
１４ 機器指定部
１４ａ 残量監視手段
２０ 分散電源
３１ 通信機能部
３２ スイッチ要素
３５ 着脱検出部
３６ 反転通知部
１０１ 直流電力供給部（電力供給部）
１０２ 直流機器（機器）
１１６ 宅内サーバ（サービス提供部）
１３１ 直流コンセント（アウトレット）
１３２ 引掛シーリング（アウトレット）
１６２ 二次電池（電池）
２００ センタサーバ（サービス提供部）
Ｈ 家屋（建築物）
Ｗｄｃ 直流供給線路

Claims (8)

1. 主電源の停止時にバックアップが可能な分散電源を備える電力供給部と、電力供給部から供給される電力により駆動される複数台の機器と、主電源の停止を検出する停電検出部と、主電源の停止時に運転する機器および運転する条件を記憶する機器記憶部と、停電検出部が主電源の停止を検出すると機器記憶部に記憶された機器および条件に従って給電する機器を選択し、選択した機器に分散電源からの電力を受電させるとともに残りの機器の受電を停止させる機器指定部と、通信網に接続された端末装置と通信可能であって機器記憶部に記憶させる機器および条件を端末装置から設定可能とするサービス提供部とを備えることを特徴とする電力供給システム。
2. 前記機器は、前記機器指定部と通信可能であって、電力供給部からの電力を受電する状態と受電を停止する状態とが通信により指示される機能を有し、機器指定部は分散電源からの電力を受電させる機器を選択すると、当該機器に対して分散電源からの電力の受電を指示することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
3. 前記機器が着脱可能であって機器の装着時において前記電力供給部からの電力を前記機器に給電可能とするアウトレットを備え、アウトレットは、前記機器指定部と通信可能であって、装着された機器に電力供給部からの電力を受電させる状態と受電させない状態とが通信により指示される機能を有し、機器指定部は分散電源からの電力を受電させる機器を選択すると、当該機器が接続されているアウトレットに対して分散電源からの電力を機器に受電させる指示を行うことを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
4. 前記機器は、前記機器指定部により受電の停止が指示されると主機能を停止し通信機能を継続動作させる構成であって、前記サービス提供部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出した後に前記分散電源からの電力を受電する機器を変更する指示を前記端末装置から受けると、分散電源からの電力を受電する機器を変更する機能を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
5. 前記分散電源は電池を電源とし、前記機器記憶部は前記条件として電池残量の段階を記憶しており、前記機器指定部は、電池残量を監視する残量監視手段を備えるとともに、残量監視手段により監視した電池残量の段階を機器記憶部と照合することにより分散電源からの電力を受電する機器を選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
6. 前記機器が着脱可能であって機器の装着時において前記電力供給部からの電力を前記機器に給電可能とするアウトレットを備え、アウトレットは、前記機器指定部と通信可能であって、前記分散電源から給電されている状態でアウトレットから外された後に再び取り付けられると機器指定部に通知する機能を有し、機器指定部はアウトレットに対する機器の着脱が通知されるとアウトレットから機器への給電状態の反転を指示することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
7. 前記機器指定部は、前記アウトレットへの前記機器の着脱によりアウトレットに対する給電状態を反転させて前記分散電源からの電力を機器に受電させる状態になったときに、当該機器での受電に伴う消費電力の増加により前記分散電源から給電する電力が規定値を超えるときには当該アウトレットから機器への給電停止を指示することを特徴とする請求項６記載の電力供給システム。
8. 前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力供給システム。

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