JP2010119225A

JP2010119225A - 発電電力利用システム

Info

Publication number: JP2010119225A
Application number: JP2008291033A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Takayama; 隆一高山; Hideaki Komatsu; 秀彰小松; Toshiyuki Shishido; 俊之宍戸; Tomio Aoki; 富三雄青木
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2028-11-13
Also published as: JP5390170B2

Abstract

【課題】自然エネルギーを利用した発電装置から供給される電力を有効に利用する。
【解決手段】自然エネルギーを利用して発電する発電装置１と、この発電装置による発電電力で充電される第１の蓄電池２及び第２の蓄電池３を備える。第１の蓄電池は第２の蓄電池に優先して発電装置からの電力が供給され、充電される。そして、第１の蓄電池の充電量が所定の値以上となったときに切り換え手段４によって電力供給が第２の蓄電池に切り換えられ第２の蓄電池が充電される。第１の蓄電池からは、供給される電力を直接利用して駆動される第１の電気機器群９に電力を供給する。第２の蓄電池からは第２の電気機器群１０が備える内蔵型蓄電池を充電するための電力が供給される。また、第２の蓄電池の充電量が所定の値以上となったときには、第２の切り換え手段８によって間欠的に駆動される第３の電気機器群１３へ電力が供給される。
【選択図】図１

Description

本願発明は、風・太陽光等の自然エネルギーを利用した小規模の発電装置によって発電された電力を有効に利用する発電電力利用システムに関するものである。

木造住宅等の小規模な建築物においても、太陽光等の自然エネルギーを利用した発電装置を備えるものが増加している。例えば特許文献１に記載されているシステムでは、太陽電池モジュール及び小型風力発電装置から供給される直流電力を二重層コンデンサに充電し、常夜灯や室内非常灯への給電、非常時携帯電話用充電電源に供するものとなっている。
また、特許文献２に記載のシステムは、温水器兼用太陽電池パネルと、電力貯蔵設備と、商用電源系サイリスタとを備え、太陽光による発電電力を利用するとともに、商用電源で不足電力の補充を可能としている。
特開２００３−６５２０８号公報特開平５−８３８８１号公報

一般に、住宅等の小規模建築物の構築において、屋根部分は早期に形成され、上記のような太陽光発電装置等も早期に設置されることが多い。そして、このような発電装置は、設置後に使用可能な状態となっているにもかかわらず、多くの場合建築物が完成するまでは使用されていない。

一方、建築物の構築中には、電動工具や作業用の照明等のために電力が必要となり、電力会社との仮設用電力供給契約に基づいて電力の供給を受けている。このため、既に設置された発電装置の電力を建築物の構築時に利用することが望まれる。

しかしながら、自然エネルギーを利用した発電装置は気象条件等によって発電量が大きく変動し、特許文献１に記載されているように室内非常灯等に利用することはできても、建築物の構築のために使用される電力を安定して供給することは難しい。また、特許文献２に記載されているように商用電源と併用することも考えられるが、併用を可能とする設備を建築物を構築する工程の初期に設置することは難しい。

本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自然エネルギーを利用した発電装置から供給される電力を有効に利用することができる発電電力利用システムを提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置と、前記発電装置による発電電力で充電され、供給される電力を直接利用して駆動される第１の電気機器群に電力を供給する第１の蓄電池と、前記第１の蓄電池の充電量が所定の値以上となったときに前記発電装置による発電電力で充電され、第２の電気機器群が備える内蔵型蓄電池を充電するために電力を供給する第２の蓄電池と、前記第２の蓄電池から間欠的に駆動される第３の電気機器群への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する切り換え手段とを有する発電電力利用システムを提供する。

この発電電力利用システムでは、二つの蓄電池の内の一つが優先的に充電され、供給される電力を直接利用する第１の電気機器群をこの第１の蓄電池からの給電によって駆動することにより、発電量が安定していなくても、使用に支障が生じることが少なくなる。また、内蔵型蓄電池を有する第２の電気機器群は、発電量に余裕があるときに充電しておけば使用できるものであり、第２の蓄電池を利用することによって第１の電気機器群の使用を妨げることなく、発電電力を利用して駆動することが可能となる。また、優先順位を設けて二つの蓄電池を設けることにより、蓄電池として小型のものを使用しても、第１の電気機器群及び第２の電気機器群に電力を安定して供給することが可能となる。さらに電力の余剰時には第３の電気機器群へも電力を供給することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発電電力利用システムにおいて、前記発電装置は、構築中の建築物に設置され、前記第１の蓄電池及び第２の蓄電池は、前記建築物の構築中に利用されるものであり、前記第１の電気機器群には、釘打ち機に圧縮空気を供給するためのコンプレッサー、掃除機、電気カンナ、据え付け式の電動鋸の内の少なくとも一つを含み、前記第２の電気機器群には、内蔵型蓄電池を備えた電動ドライバー、携行型の電動鋸の内の少なくとも一つを含むものとする。

この発電電力利用システムでは、発電装置が建築物の構築工程の初期に設置されると、完成までこの発電装置の発電電力を構築作業に必要な電力として利用することが可能となる。そして、釘打ち機に圧縮空気を供給するためのコンプレッサー等使用時に電力を供給する必要がある機器は第１の蓄電池から給電し、内蔵型蓄電池を備える電動ドライバー等は第２の蓄電池からの電力を利用して充電することにより、それぞれの機器の使用に支障を生じることが低減され、円滑な作業が可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の発電電力利用システムにおいて、前記切り換え手段は、前記第２の蓄電池の充電量が所定の値以上となったときにＯＮ状態とするように設定されているものとする。

この発電電力利用システムでは、第１の蓄電池及び第２の蓄電池の双方が充分に充電されたときに、余剰の電力を駆動時期の制限が少ない機器等に利用することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発電電力利用システムにおいて、前記第３の電気機器群には、仮設トイレに備えられた浄化槽のブロアと生ゴミ処理機との内の少なくとも一つを含むものとする。

仮設トイレに備えられた浄化槽のブロア等は、常に駆動しておく必要はなく、発電電力に余裕があるときに駆動すれば足りるものである。したがって所定の条件で切り換え手段を動作させ、第２の蓄電池から電力を供給することによって他の電気機器への影響を少なくして駆動することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発電電力利用システムにおいて、前記第２の蓄電池の充電量が所定の値以下となったときに、前記第２の電気機器群への電力供給を、商用電源に切り換える第２の切り換え手段を有するものとする。

この発電電力利用システムでは、発電装置による発電量が不足する場合に第２の切り換え手段の切り換えによって商用電源の利用が可能となる。したがって、天候等の条件が極めて悪い状態となっても電気機器の利用に支障を生じるのを防止することができる。

本願発明に係る発電電力利用システムでは、二つの蓄電池に優先順位を設けて充電するとともに、使用する電気機器もその性質に応じて分類し、第１の蓄電池と第２の蓄電池とから選択して使用することによって安定して使用することが可能となる。また、構築中の建築物に設けた発電装置を有効に利用して、建築物の構築作業に必要な電力を供給することができる。

以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明の一実施形態である発電電力利用システムを示す概略構成図である。
この発電電力利用システムは、太陽光又は風を利用して発電する発電装置１と、この発電装置による発電電力で充電される第１の蓄電池２と、第１の蓄電池２の充電量が所定の値以上となったときに上記発電装置１による発電電力で充電される第２の蓄電池３と、発電装置１で発電された電力の供給を第１の蓄電池２と第２の蓄電池３とのいずれかに切り換える充電切り換え手段４と、第１の蓄電池２から電気機器に電力を供給するための第１の電力供給端子５と、第２の蓄電池３から電気機器に電力を供給するための第２の電力供給端子６と、前記第２の蓄電池３から間欠的に駆動される第３の電気機器群１３への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する第１の切り換え手段７と、第２の電力供給端子７への電力供給を商用電源１４に切り換える第２の切り換え手段８とを備えている。

上記発電装置１は、風力発電装置１ａであっても良いし、太陽光発電装置１ｂであっても良い。また、これらを併用するものであっても良い。この発電装置１は、建築物が完成してから設置されるものであっても良いが、新築の建築物に設置されるときには、この建築物の構築工程の初期に設けられるものであるのが望ましい。一般に建築物は上棟されると屋根部分は早期に形成され、その後の内装工事及び外装工事の作業性を良好なものとされる。これにともない上記発電装置は１屋根が形成された後の早い時期に設置されると、本発電電力利用システムを用いて建築物の構築に用いられる電力を供給することが可能となる。

上記第１の蓄電池２は、主に供給される電力を直接利用して駆動される第１の電気機器群９に給電するためのものである。このため、電気機器の使用時に充分な充電がなされていないと電気機器の使用に支障が生じるため、第２の蓄電池３に優先して充電されるものとなっている。
上記第１の電気機器群９は、建築物の構築中に使用されるものとして、例えば釘打ち機に圧縮空気を供給するためのコンプレッサー９ａ、掃除機９ｂ、電気カンナ、作業台等に据え付けて用いられる電動鋸、照明９ｃ等が含まれる。

上記第２の蓄電池３は、主に内蔵型蓄電池を備える第２の電気機器群１０に給電して内蔵型の蓄電池を充電するものである。内蔵型蓄電池を備える電気機器は、使用時には外部から給電する必要は無いため、電力が余っているときに内蔵型蓄電池を充電できればよい。したがって、第１の蓄電池２が充分に充電された後に充電される第２の蓄電池３を利用しても電気機器の使用に支障が生じることは少ない。内蔵型蓄電池の充電は、第２の電力供給端子６から充電接続器１１を介して行われる。
上記内蔵型蓄電池を備える第２の電気機器群１０は、建築物の構築に用いられるものであれば、例えば電動ドライバー１０ａ、携行型の電動鋸１０ｂ等が挙げられる。又、携帯電話、作業現場で用いられる電動アシスト自転車のバッテリーの充電に用いることもできる。この他、プラグインハイブリッド車や電気自動車等に内蔵された蓄電池の充電は、第２の蓄電池３の充電が充分であるときに第２の電力供給端子に接続して行うことができるし、第３の電気機器群１３と並列に接続して行うこともできる。

充電切り換え手段４は、発電装置１を優先的に第１の蓄電池２と接続して充電し、第１の蓄電池２が充分に充電されると第２の蓄電池３を充電するように接続を切り換えるものである。切り換えは、第１の蓄電池２が備える充電量検知手段１２の検知結果に基づいて行われる。切り換えの基準値は、例えば第１の蓄電池２の充電量が最大充電可能量に達したとき、つまり充電量が１００％となったときに第１の蓄電池２から第２の蓄電池３に電力供給を切り換えるように設定することができる。また、第１の蓄電池２からの電力供給によって第１の電気機器群９を使用し、第１の蓄電池２の充電力が減少したとき、例えば充電量が７０％まで減少したときには第２の蓄電池３から第１の蓄電池２へ発電電力の供給を切り換えるように設定することができる。

第１の切り換え手段７は、第２の蓄電池３から間欠的に駆動される第３の電気機器群１３への電力供給を所定の条件でＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。所定の条件とは、本実施の形態では、検知手段１５で検知された第２の蓄電池の充電量が所定の値、例えば８０％となったときにＯＮ状態とし、この値を下回ったときにＯＦＦ状態とするするものである。これにより第２の電力供給端子６から第２の電気機器群１０の内蔵型蓄電池を充電するための電力供給が第３の電気機器群１３への電力供給より優先される。また、第３の電気機器群１３への電力供給時には、第２の電力供給端子６への電力供給を継続するように設定されるものであっても良いし、第２の電力供給端子６への給電を一次停止しても良い。
一方第1の切り換え手段7を切り換える条件は、第2の蓄電池の充電量が８０％となったときに限定されるものではなく、この値を適宜に設定することができる。この値を低く設定することによって第3の電気機器群へ給電する機会が多くなる。
なお、第３の電気機器群１３には、例えば仮設トイレに備えられた浄化槽のブロア１３ａ、生ゴミ処理機１３ｂ等が含まれる。また、先に述べたように、プラグインハイブリッド車や電気自動車等に内蔵された蓄電池を第３の電気機器群１３と並列に接続して充電しても良い。

第２の切り換え手段８は、第２の蓄電池３から第２の電力供給端子６までの給電線上に設けられ、所定の条件に基づき、第２の電力供給端子６への電力供給源を第２の蓄電池３と商用電源１４（工事用仮設電源）とのいずれかから選択して接続するものである。所定の条件とは、本実施の形態では、第２の蓄電池３の充電量が所定の値、例えば２０％以上であるときに第２の蓄電池３と接続し、第２の蓄電池３の充電量が２０％を下回ったときに商用電源１４と接続するものとなっている。この第２の切り換え手段８の動作は、第２の蓄電池３に設けられた充電量の検知手段１５の出力に基づいて行われる。
商用電源１４から第２の切り換え手段８までの間には、ＡＣ／ＤＣ変換器１６が設けられ、直流として第２の電力供給端子６と接続される。

このような発電電力利用システムでは、それぞれの電気機器の使用に支障が生じることを低減し、太陽光や風力による発電電力を有効に利用することが可能となる。

なお、上記実施の形態では、第１の蓄電池２及び第２の蓄電池３から供給される直流を電気機器に供給するものであるが、第１の蓄電池２から第１の電力供給端子５までの間にＡＣ／ＤＣ変換器及び変圧器を設けて交流として電気機器に給電することもできる。

本発明の一実施形態である発電電力利用システムの概略構成図である。

符号の説明

１：発電装置、２：第１の蓄電池、３：第２の蓄電池、４：充電切り換え手段、５：第１の電力供給端子、６：第２の電力供給端子、７：第１の切り換え手段、８：第２の切り換え手段、９：第１の電気機器群、１０：第２の電気機器群、１１：充電接続器、１２：充電量の検知手段、１３：第３の電気機器群、１４：商用電源、１５：充電量の検知手段、１６：ＡＣ／ＤＣ変換器

Claims

自然エネルギーを利用して発電する発電装置と、
前記発電装置による発電電力で充電され、供給される電力を直接利用して駆動される第１の電気機器群に電力を供給する第１の蓄電池と、
前記第１の蓄電池の充電量が所定の値以上となったときに前記発電装置による発電電力で充電され、第２の電気機器群が備える内蔵型蓄電池を充電するために電力を供給する第２の蓄電池と、
前記第２の蓄電池から間欠的に駆動される第３の電気機器群への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する切り換え手段とを有することを特徴とする発電電力利用システム。
前記発電装置は、構築中の建築物に設置され、
前記第１の蓄電池及び第２の蓄電池は、前記建築物の構築中に利用されるものであり、
前記第１の電気機器群には、釘打ち機に圧縮空気を供給するためのコンプレッサー、掃除機、電気カンナ、据え付け式の電動鋸の内の少なくとも一つを含み、
前記第２の電気機器群には、内蔵型蓄電池を備えた電動ドライバー、携行型の電動鋸の内の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の発電電力利用システム。
前記切り換え手段は、前記第２の蓄電池の充電量が所定の値以上となったときにＯＮ状態とするように設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電電力利用システム。
前記第３の電気機器群には、仮設トイレに備えられた浄化槽のブロアと生ゴミ処理機との内の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発電電力利用システム。
前記第２の蓄電池の充電量が所定の値以下となったときに、前記第２の電気機器群への電力供給を、商用電源に切り換える第２の切り換え手段を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発電電力利用システム。