JP2013226027A - 蓄電池用パワーコンディショナおよび電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】商用電源の停電時に、蓄電池に貯蔵した電力を無駄に消費せず有効に活用することを可能にする蓄電池用パワーコンディショナおよび電力供給システムを提供する。
【解決手段】直流電力源に電気的に接続される第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１と、この第一ＤＣＤＣコンバータ部および蓄電池と電気的に接続される双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２と、この第二ＤＣＤＣコンバータ部および電力系統と電気的に接続される双方向のインバータ制御部１２３と、自立コンセント部１２４と、を備えた蓄電池用パワーコンディショナ（第二パワーコンディショナ１２）とし、この第二パワーコンディショナ１２と第一パワーコンディショナ１１を備えて、電力系統の停電時には、第二パワーコンディショナ１２のみを作動させて、自立コンセント部１２４から交流電圧を取り出し可能な電力供給システム１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池用パワーコンディショナおよび電力供給システムに関し、特に、商用電源の停電時にも有効活用できる蓄電池用パワーコンディショナおよび電力供給システムに関する。

近年、自然エネルギーを利用した発電システムや、このような発電システムにより発電した電力を貯蔵する電力貯蔵用蓄電池が開発されつつある。例えば、高エネルギー密度を有し小型軽量化が可能であることからリチウム二次電池が、各種電子機器の電源用電池として用いられている。また、大容量化が可能であることから、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）等のモータ駆動電源や、電力貯蔵用蓄電池としても注目されている。

また、ＤＣＤＣコンバータ部とインバータ制御部とを備えた電力変換部を介して、自然エネルギーを利用した発電システムにより発電した直流電力を所定の交流電力に変換して家庭用の負荷に供給したり、商用電源に逆潮流したりすることも行われている。

また、商用電源の停電時に対応して電力を供給する自然エネルギーを利用した発電システムが開発されつつあり、例えば、特許文献１に示すように、停電などの異常時に、切替スイッチが動作して、太陽光発電パネルにより発電された電力を蓄電池に蓄電する電力貯蔵システムが既に提案されている。

特開２００７−１２４８１１号公報

上記の特許文献１では、商用電源の停電時には、太陽電池で発電した電力を蓄電池に貯蔵し、蓄電池から家庭内負荷に自動的に電力を供給するようにしている。そのために、利用者は商用電源の停電を認識することは困難である。

また、商用電源の停電が短時間ではなく長時間続くと、蓄電池に貯蔵した電力が消耗してしまい、必要な時に電力が得られなくなってしまい問題となる。

そのために、商用電源の停電時には、この停電を認識でき、蓄電池に貯蔵した電力を有効に活用できる電力供給システムであることが望ましく、商用電源の停電時にも電力を発電し貯蔵できる電力供給システムであることが望ましい。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、商用電源の停電時に、蓄電池に貯蔵した電力を無駄に消費せず有効に活用することを可能にする蓄電池用パワーコンディショナおよび電力供給システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、直流電力源、蓄電池および電力系統に結合されるパワーコンディショナであって、直流電力源に電気的に接続される第一ＤＣＤＣコンバータ部と、この第一ＤＣＤＣコンバータ部および蓄電池と電気的に接続される双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部と、この第二ＤＣＤＣコンバータ部および電力系統と電気的に接続される双方向のインバータ制御部と、当該インバータ制御部から供給される交流電圧を出力する自立コンセント部と、を備えた蓄電池用パワーコンディショナであることを特徴としている。

この構成によると、第一ＤＣＤＣコンバータ部を介して供給される直流電圧を第二ＤＣＤＣコンバータ部から蓄電池に供給する第二ＤＣＤＣコンバータ部の順方向動作により直流電力源が発電する直流電圧を蓄電池に供給して蓄電することができる。また、第二ＤＣＤＣコンバータ部の逆方向動作により、蓄電池に蓄電された電力をインバータ制御部から自立コンセント部を介して取り出すことができる。従って、電力系統から給電されないとき、すなわち、商用電源の停電時に、蓄電池に貯蔵した電力を無駄に消費せず有効に活用することを可能にする蓄電池用パワーコンディショナを得ることができる。

第一ＤＣＤＣコンバータ部は、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力し、第二ＤＣＤＣコンバータ部は、第一ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記蓄電池に供給する順方向動作と、前記蓄電池の放電時に当該蓄電池から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する逆方向動作を行い、インバータ制御部は、電力系統から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する機能と、前記逆方向動作時に第二ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能と、を有し、自立コンセント部は、電力系統からの給電がない時に当該インバータ制御部から供給される交流電圧を出力することが好ましい。

また、第一ＤＣＤＣコンバータ部は、電力系統の運転時には作動停止し、電力系統の停電時に作動して、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する機能を発揮することが好ましい。

第二ＤＣＤＣコンバータ部は、電力系統の通電時に、前記インバータ制御部を介して供給される電力を蓄電池に蓄電する機能と、直流電力源から供給される電力を蓄電池に蓄電する機能とを発揮し、電力系統の停電時に、直流電力源から供給される電力を蓄電池に蓄電する機能と、蓄電池に蓄電された電力を自立コンセント部に向けて出力する機能と、を発揮することが好ましい。

また本発明は、直流電力源と電力変換部と蓄電池とを備え、電力系統に結合され、電力系統から供給される商用電源と直流電力源から供給される直流電力とのいずれをも活用可能な電力供給システムであって、前記電力変換部は、直流電力源から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する第一パワーコンディショナと、商用電源の通電時には、商用電源から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換して蓄電池に供給し、商用電源の停電時には、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して蓄電池に供給する機能と、蓄電池が出力する直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能と、出力された交流電圧を取り出す自立コンセント部と、を有する第二パワーコンディショナと、を備え、電力系統の通電時には、第一パワーコンディショナおよび第二パワーコンディショナの両方を作動させて、電力系統の停電時には、第二パワーコンディショナのみを作動させて、自立コンセント部から交流電圧を取り出し可能としたことを特徴としている。

この構成によると、商用電源が通電している間は、この商用電源を用いて蓄電池に蓄電し、商用電源が停電している間は、直流電力源を用いて蓄電池に蓄電する電力供給システムを構築することができる。また、商用電源も直流電力源も供給されない場合には、蓄電池に蓄電された電力を自立コンセント部を介して活用できるので、商用電源の停電時に、蓄電池に貯蔵した電力を無駄に消費せず有効に活用することを可能にする電力供給システムを得ることができる。

また上記構成の電力供給システムにおいて、第一パワーコンディショナは、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣＤＣコンバータ部と、ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能を有するインバータ制御部と、を備えていることが好ましい。

また上記構成の電力供給システムにおいて、第二パワーコンディショナは、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する第一ＤＣＤＣコンバータ部と、この第一コンバータ部から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記蓄電池に供給する順方向動作と、前記蓄電池の放電時に当該蓄電池から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する逆方向動作を行う双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部と、この第二ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能と商用電源から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換して第二ＤＣＤＣコンバータ部に供給する機能とを有する双方向インバータ制御部と、を備えていることが好ましい。

また、自立コンセント部は、商用電源の停電時のみに使用可能であることが好ましい。

また、第一パワーコンディショナおよび第二パワーコンディショナは、同じ電力線を介して前記直流電力源に接続されることが好ましい。

また、前記直流電力源に加えて第２の直流電力源を設け、当該第２の直流電力源が供給する電力を、第一パワーコンディショナおよび第二パワーコンディショナに供給すると共に、当該電力供給経路に分岐接続部を設け、当該分岐接続部と第２の直流電力源との間に、第一パワーコンディショナと第二パワーコンディショナとの両方への電力の供給を制御するスイッチを設けることが好ましい。

また、前記分岐接続部の温度を検知する温度センサを設け、当該温度センサの検知温度が予め定める温度に達すると、前記スイッチを開放することが好ましい。

本発明によれば、第一ＤＣＤＣコンバータ部と第二ＤＣＤＣコンバータ部とインバータ制御部と自立コンセント部と、を備えた蓄電池用パワーコンディショナとし、この蓄電池用パワーコンディショナを介して、商用電源の停電時には、蓄電池に蓄電された電力をインバータ制御部から自立コンセント部を介して取り出す電力供給システムとしたので、商用電源の停電時に、蓄電池に貯蔵した電力を無駄に消費せず有効に活用することを可能にする蓄電池用パワーコンディショナおよび電力供給システムを得ることができる。

本発明に係る電力供給システムの全体構成を示す概略説明図である。 本発明に係る蓄電池用パワーコンディショナを備えた電力供給システムの全体構成と電力の流れを示すブロック図である。 蓄電池に蓄電した電力を活用する第１実施形態を示すブロック図である。 蓄電池に蓄電した電力を活用する第２実施形態を示すブロック図である。 太陽光発電ＰＶを２台設置した第３実施形態を示すブロック図である。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。また、同一構成部材については同一の符号を用い、重複する説明は適宜省略する。

本発明に係る電力供給システムは、電力系統から供給される商用電源を予め貯蔵する、すなわち電力を蓄電する蓄電池を用いて、商用電源の停電時にも最低限必要な電力を得られるようにしたものである。また、商用電源以外に発電手段を設置して、発電手段が発電する電力を蓄電しておくようにしたものである。

商用電源以外の発電手段としては、例えば、太陽光発電や風力発電や燃料電池などの直流電力源を用いることができる。本実施形態では、直流電力源として太陽光発電を用いた例を説明する。ただし、その他の直流電力源を用いてもよく、また、これらを複数組み合わせて用いてもよい。

蓄電池としては充放電可能な二次電池を用いる。また、二次電池は、鉛蓄電池やリチウムイオン二次電池やニッケル水素蓄電池などの各種の二次電池を用いることができる。

また、直流電力源が発電した電力を、蓄電池に適応した所定の直流電圧に変換し、また、電力系統に適応した所定の交流電圧に変換する電力変換部を備えている。すなわち、本実施形態に係る電力供給システムは、直流電力源と電力変換部と蓄電池とを備え、電力系統に結合され、電力系統から供給される商用電源と直流電力源から供給される直流電力とのいずれをも活用可能な電力供給システムである。

[第１実施形態]
次に、本実施形態に係る電力供給システムの具体的な構成について図１および図２を用いて第１実施形態として説明する。

図１に示す第１実施形態の電力供給システム１は、商用電源２から供給される電力を電気器具などの負荷３に通電している。また、太陽光発電などの直流電力源２０と蓄電池３０と電力変換部１０を備えており、商用電源２から供給される電力や直流電力源２０から供給される電力を蓄電池３０に蓄電することや、蓄電池３０に蓄電された電力を放電して負荷３に供給することが可能な構成である。

すなわち、図２に示すように、商用電源２から供給される電力Ｐ１は、負荷３に供給される電力Ｐ１ａと、電力変換部１０に供給され蓄電池３０に向かう方向に流れる電力Ｐ１ｂとして流れる。この電力Ｐ１ｂは第二パワーコンディショナ１２を介して電力Ｐ１ｃに変換され蓄電池３０に供給される。

また、直流電力源２０（例えば、太陽光発電ＰＶ）が発電する電力Ｐ２は、直流電力源２０から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する第一パワーコンディショナ１１を経由して電力系統に供給される電力Ｐ２ａと、第一パワーコンディショナ１１を経由して第二パワーコンディショナ１２から蓄電池３０に向かう方向に流れる電力Ｐ２ｂとして流れる。

上記で説明した電気の流れは、商用電源の通電時の流れである。すなわち、商用電源の通電時には、第一パワーコンディショナ１１を介して、直流電力源２０から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力し、第二パワーコンディショナ１２を介して、第一パワーコンディショナ１１から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換して蓄電池３０に電力Ｐ２ｃを供給する。また、商用電源の停電時については後述する。

ここで、第一パワーコンディショナ１１は、直流電力源２０から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣＤＣコンバータ部１１１と、ＤＣＤＣコンバータ部１１１から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能を有するインバータ制御部１１２と、を備えている。この構成であれば、第一パワーコンディショナ１１を介して、直流電力源２０が発電する直流電圧を電力供給システムが必要とする所定の交流電圧に変換できるので、直流電力源２０が発電する直流電圧を有効に活用することができる。

また、第二パワーコンディショナ１２は、直流電力源２０から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１と、この第一コンバータ部１２１から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して蓄電池３０に供給する順方向動作と、蓄電池３０の放電時に当該蓄電池３０から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する逆方向動作を行う双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２と、この第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能と商用電源２から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換して第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２に供給する機能とを有する双方向のインバータ制御部１２３と、を備えている。また、当該インバータ制御部１２３から供給される交流電圧を出力する自立コンセント部１２４を備えている。

上記の構成であれば、第二パワーコンディショナ１２を介して、商用電源２から供給される交流電圧と直流電力源２０から供給される直流電圧を、共に、蓄電池３０に対応した所定の直流電圧に変換して蓄電することができる。また、商用電源２の停電時には、蓄電された直流電圧を電力供給システム１が必要とする所定の交流電圧に変換して自立コンセント１２４から出力できるので、直流電力源２０が発電する直流電圧を有効に活用することができる。

[第２実施形態]
次に、図３を用いて蓄電池３０に蓄電された電力を負荷３に供給する時の電気の流れについて説明する。この図３には、蓄電池３０に蓄電した電力を活用する第２実施形態を示している。

蓄電池３０から出力される電力Ｐ３は、第二パワーコンディショナ１２が備える双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２により所定の直流電圧の電力Ｐ３ａに変換され、双方向のインバータ制御部１２３に送り込まれて、このインバータ制御部１２３により負荷３に適応した所定の交流電圧に変換された電力Ｐ３ｂとして流れる。

すなわち、蓄電池３０に予め蓄電した電力を用いて電気器具などの負荷３に電力Ｐ３ｃを供給して稼動させることができる。この場合には、商用電源２からの電力供給は不要である。ただし、この操作はあくまで、商用電源２が通電時に行う通常操作であり、商用電源２の停電時に行うものではない。

これは、商用電源２の停電時に常時負荷３に蓄電池３０からの電力Ｐ３ｃを供給する構成では、停電が長時間続くと、蓄電池３０に蓄電した電力が消耗してしまい、必要な時に電力が得られなくなってしまうからである。そのために、商用電源２の停電時には、蓄電池３０に貯蔵した電力を必要に応じて使用可能にしておくことが望ましい。

そこで、本実施形態では、商用電源２の停電時には、蓄電池３０から放電した電力を、第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２およびインバータ制御部１２３を経由して、所定の交流電圧に変換して自立コンセント部１２４から出力する構成としている。

[第３実施形態]
次に、この商用電源停電時の電気の流れについて図４を用いて説明する。この図４には、蓄電池３０に蓄電した電力を活用する第３実施形態を示している。

商用電源停電時には、商用電源通電時とは異なる制御を行う。すなわち、商用電源停電時には、蓄電池３０に蓄電した電力は負荷３および電力系統には流さず、自立コンセント部１２４のみに流す構成とする。例えば、商用電源停電時には、蓄電池３０が出力する電力Ｐ３を負荷３方向に流すスイッチをオフにし、蓄電池３０に蓄電している電力を用いて、蓄電池３０が出力する電力Ｐ３を自立コンセント部１２４に流すスイッチをオンにする制御を行う。

また、太陽光発電ＰＶなどの直流電力源２０が発電する電力Ｐ２を、第二パワーコンディショナ１２の第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１に流れる電力Ｐ２ｄとして供給し、第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１から第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２に供給し、第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２から蓄電池３０に適応した所定の直流電圧に変換された電力Ｐ２ｅとして蓄電池３０に供給して蓄電する。

また、蓄電池３０から電力を出力する際には、蓄電池３０から放電される電力Ｐ３を双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２に供給し、第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２からインバータ制御部１２３に適応した所定の直流電圧に変換された電力Ｐ３ａとしてインバータ制御部１２３に供給して、インバータ制御部１２３から、使用する電気器具に適応した交流電圧の電力Ｐ３ｄとして自立コンセント部１２４に供給する。

従って、商用電源停電時には、第一パワーコンディショナ１１を使用せず（例えば、ＤＣＤＣコンバータ部１１１をＯＦＦ状態もしくは待機状態とする）、第二パワーコンディショナ１２を使用して（第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１をＯＮ状態にする）、直流電力源２０が発電する電力Ｐ２を蓄電池３０に蓄電し、蓄電池３０に蓄電している電力を自立コンセント部１２４に供給する制御を基本制御とする。また、この基本制御に加えて、使用者の手動操作により、蓄電池３０が出力する電力Ｐ３を負荷３方向に流す制御を可能にしてもよい。

上記したように、自立コンセント部１２４は、商用電源２の停電時のみに使用可能としている。この構成であれば、商用電源２の停電時には、蓄電池３０に蓄電された電力を第二パワーコンディショナ１２に設ける自立コンセント部１２４のみから出力するので、蓄電池３０に蓄電された電力を無駄に消費せず、有効に活用することができる。

すなわち、本実施形態に係る電力供給システムによれば、第二パワーコンディショナ１２を介して、商用電源２から供給される交流電圧と直流電力源２０から供給される直流電圧を共に、蓄電池３０に対応した所定の直流電圧に変換して蓄電することができる。また、商用電源２の停電時には、蓄電された直流電圧を所定の交流電圧に変換して自立コンセント１２４から出力できるので、直流電力源２０が発電する直流電圧を有効に活用することができる。

また、上記の第一パワーコンディショナ１１および第二パワーコンディショナ１２は、同じ電力線を介して直流電力源２０に接続される。この構成であれば、停電時に第一パワーコンディショナ１１が待機または停止状態となった場合でも、直流電力源２０から第二パワーコンディショナ１２へ、切替スイッチなしで電力供給可能になる。

次に、本発明に係る蓄電池用パワーコンディショナについて再度説明する。本発明に係る蓄電池用パワーコンディショナとは、先に説明した第二パワーコンディショナ１２が相当する。

すなわち、本発明に係る蓄電池用パワーコンディショナは、直流電力源２０、蓄電池３０および電力系統に結合される第二パワーコンディショナ１２であって、直流電力源２０に電気的に接続される第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１と、この第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１および蓄電池３０と電気的に接続される双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２と、この第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２および電力系統と電気的に接続される双方向のインバータ制御部１２３と、当該インバータ制御部１２３から供給される交流電圧を出力する自立コンセント部１２４と、を備えた構成である。

上記の構成であれば、第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１を介して供給される直流電圧を第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２から蓄電池３０に供給する第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２の順方向動作により直流電力源２０が発電する直流電圧を蓄電池３０に供給して蓄電することができる。また、第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２の逆方向動作により、蓄電池３０に蓄電された電力をインバータ制御部１２３から自立コンセント部１２４を介して取り出すことができる。従って、電力系統から給電されないとき、すなわち、商用電源の停電時に、蓄電池３０に貯蔵した電力を無駄に消費せず有効に活用することを可能にする蓄電池用パワーコンディショナ（第二パワーコンディショナ１２）を得ることができる。

また、第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１は、直流電力源２０から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力し、第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２は、第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して蓄電池３０に供給する順方向動作と、蓄電池３０の放電時に当該蓄電池３０から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する逆方向動作を行い、インバータ制御部１２３は、電力系統から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換する機能と、逆方向動作時に第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換する機能と、を有し、自立コンセント部１２４は、電力系統からの給電がない時に当該インバータ制御部１２３から供給される交流電圧を出力する。この構成であれば、商用電源が停電しても、第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２の順方向動作により直流電力源２０が発電する直流電圧を蓄電池３０に供給して蓄電することができる。また、第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２の逆方向動作により、蓄電池３０に蓄電された電力をインバータ制御部１２３から自立コンセント部１２４を介して容易に取り出すことができる。

また、第一ＤＣＤＣコンバータ部１２１は、電力系統の運転時には作動停止し、電力系統の停電時に作動して、直流電力源２０から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する機能を発揮するようにしている。この構成であれば、商用電源が停電しても、直流電力源２０を介して蓄電池３０に蓄電することができる。

また、第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２は、電力系統の通電時に、インバータ制御部１２３を介して供給される電力を蓄電池３０に蓄電する機能と、直流電力源２０から供給される電力を蓄電池３０に蓄電する機能とを発揮し、電力系統の停電時に、直流電力源２０から供給される電力を蓄電池３０に蓄電する機能と、蓄電池３０に蓄電された電力を自立コンセント部１２４に向けて出力する機能と、を発揮するようにしている。この構成であれば、商用電源２が通電している間は、この商用電源２を用いて蓄電池３０に蓄電し、商用電源２が停電している間は、直流電力源２０を用いて蓄電池３０に蓄電することができる。また、商用電源２も直流電力源２０も供給されない場合には、蓄電池３０に蓄電された電力を活用できるので、商用電源２と直流電力源２０と蓄電池３０との複数の電力源を有効的に活用できる蓄電池用パワーコンディショナとなる。

[第４実施形態]
次に、太陽光発電ＰＶを２台設置した実施形態を第４実施形態として図５を用いて説明する。

図５に示す第４実施形態の電力供給システム１Ａは、前述した第１実施形態の電力供給システム１とは、直流電力源２０（例えば、太陽光発電ＰＶ）に加えて新たな直流電力源２０Ａを設置した構成と、ＰＶ用パワコンである第一パワーコンディショナ１１Ａに、ＤＣＤＣコンバータ部１１１とインバータ制御部１１２に加えて新たなＤＣＤＣコンバータ部１１３を追加設置した構成が異なり、その他の構成は同じである。そのために、商用電源２から供給される電力を電気器具などの負荷３に通電し、商用電源２から供給される電力や直流電力源２０、２０Ａから供給される電力を蓄電池３０に蓄電し、蓄電池３０に蓄電された電力を放電して負荷３に供給することは同じである。

直流電力源２０から供給される電力は、第一パワーコンディショナ１１ＡのＤＣＤＣコンバータ部１１１とインバータ制御部１１２を介して所定の交流電圧に変換して出力される。また、第二パワーコンディショナ１２Ａを介して、所定の直流電圧に変換して蓄電池３０に電力を供給して蓄電する。

直流電力源２０Ａから供給される電力は、第一パワーコンディショナ１１ＡのＤＣＤＣコンバータ部１１３とインバータ制御部１１２を介して所定の交流電圧に変換して出力される。また、第二パワーコンディショナ１２ＡのＤＣＤＣコンバータ部１２１と双方向ＤＣＤＣコンバータ部１２２を介して、所定の直流電圧に変換して蓄電池３０に電力を供給して蓄電する。さらに、負荷電力に応じて第二パワーコンディショナ１２ＡのＤＣＤＣコンバータ部１２１とインバータ制御部１２３を介して所定の交流電圧に変換して出力することも可能である。

ここで、直流電力源２０Ａから供給される電力を第一パワーコンディショナ１１Ａと第二パワーコンディショナ１２Ａとに分岐して供給する構成では、この分岐接続部１４の端子部のネジのゆるみ（特に、施工時のネジのゆるみ）による接触抵抗の増大により発火する虞が生じるので、本実施形態では、第一パワーコンディショナ１１Ａと第二パワーコンディショナ１２Ａとの両方への経路を遮断可能な位置にスイッチ１３を設け、分岐接続部１４の過熱を検知して、当該スイッチ１３の開閉操作を行う構成としている。

例えば、分岐接続部１４の温度を検知する温度センサを設け、当該温度センサの検知温度が予め定める温度に達すると、スイッチ１３を開放する。この構成であれば、接続端子部が所定温度に達すると、スイッチ１３を開放することにより、第一パワーコンディショナ１１Ａと第二パワーコンディショナ１２Ａとの両方への電力の供給を停止することができ、所定温度以上の過熱を防止することが可能になる。

従って、本実施形態によれば、分岐接続部１４の温度が予め定める温度に達すると、スイッチ１３が開放されて、それ以上の通電を抑制することができ、さらに過熱されることにより生じる発火を防止できる。

分岐接続部１４を介して直流電力源２０ＡとＤＣＤＣコンバータ部１１３を接続した上記構成の第４実施形態の電力供給システム１Ａは、直流電力源２０から供給される電力と直流電力源２０Ａから供給される電力を共に、第一パワーコンディショナ１１Ａを介して所定の交流電圧に変換して出力することができる。

上記した第４実施形態の電力供給システム１Ａにおける第二ＤＣＤＣコンバータ部１２２は、電力系統の通電時に、インバータ制御部１２３を介して供給される電力を蓄電池３０に蓄電する機能と、直流電力源２０、２０Ａから供給される電力を蓄電池３０に蓄電する機能とを発揮し、電力系統の停電時に、直流電力源２０、２０Ａから供給される電力を蓄電池３０に蓄電する機能と、蓄電池３０に蓄電された電力を自立コンセント部１２４に向けて出力する機能と、を発揮する。

上記したように、本発明に係る蓄電池用パワーコンディショナによれば商用電源２と直流電力源２０、２０Ａと蓄電池３０との複数の電力源を有効的に活用できる蓄電池用パワーコンディショナとなり、商用電源の停電時に、蓄電池３０に貯蔵した電力を無駄に消費せず有効に活用する蓄電池用パワーコンディショナを得ることができる。

また、本発明に係る電力供給システムによれば、商用電源２と直流電力源２０、２０Ａと蓄電池３０との複数の電力源を有効的に活用でき、商用電源の停電時に、蓄電池に貯蔵した電力を無駄に消費せず有効に活用できる電力供給システムを得ることができる。

そのために、本発明に係る蓄電池用パワーコンディショナおよび電力供給システムは、電力の有効利用が求められるＨＥＭＳ（ホームエネルギーマネジメントシステム）に好適に利用可能となる。

１、１Ａ 電力供給システム
２ 商用電源
１０ 電力変換部
１１、１１Ａ 第一パワーコンディショナ
１２、１２Ａ 第二パワーコンディショナ（蓄電池用パワーコンディショナ）
１３ スイッチ
１４ 分岐接続部
２０、２０Ａ 直流電力源
３０ 蓄電池
１１１ ＤＣＤＣコンバータ部
１１２ インバータ制御部
１１３ ＤＣＤＣコンバータ部
１２１ 第一ＤＣＤＣコンバータ部
１２２ 第二ＤＣＤＣコンバータ部（双方向）
１２３ インバータ制御部（双方向）
１２４ 自立コンセント部
Ｐ１ 電力（商用電源からの）
Ｐ２ 電力（直流電力源からの）
Ｐ３ 電力（蓄電池からの）

Claims (11)

1. 直流電力源、蓄電池および電力系統に結合されるパワーコンディショナであって、
   直流電力源に電気的に接続される第一ＤＣＤＣコンバータ部と、この第一ＤＣＤＣコンバータ部および蓄電池と電気的に接続される双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部と、この第二ＤＣＤＣコンバータ部および電力系統と電気的に接続される双方向のインバータ制御部と、当該インバータ制御部から供給される交流電圧を出力する自立コンセント部と、を備えたことを特徴とする蓄電池用パワーコンディショナ。
2. 第一ＤＣＤＣコンバータ部は、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力し、第二ＤＣＤＣコンバータ部は、第一ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記蓄電池に供給する順方向動作と、前記蓄電池の放電時に当該蓄電池から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する逆方向動作を行い、インバータ制御部は、電力系統から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する機能と、前記逆方向動作時に第二ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能と、を有し、自立コンセント部は、電力系統からの給電がない時に当該インバータ制御部から供給される交流電圧を出力することを特徴とする請求項１に記載の蓄電池用パワーコンディショナ。
3. 第一ＤＣＤＣコンバータ部は、電力系統の運転時には作動停止し、電力系統の停電時に作動して、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する機能を発揮することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電池用パワーコンディショナ。
4. 第二ＤＣＤＣコンバータ部は、電力系統の通電時に、前記インバータ制御部を介して供給される電力を蓄電池に蓄電する機能と、直流電力源から供給される電力を蓄電池に蓄電する機能とを発揮し、電力系統の停電時に、直流電力源から供給される電力を蓄電池に蓄電する機能と、蓄電池に蓄電された電力を自立コンセント部に向けて出力する機能と、を発揮することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の蓄電池用パワーコンディショナ。
5. 直流電力源と電力変換部と蓄電池とを備え、電力系統に結合され、電力系統から供給される商用電源と直流電力源から供給される直流電力とのいずれをも活用可能な電力供給システムであって、
   前記電力変換部は、直流電力源から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する第一パワーコンディショナと、商用電源の通電時には、商用電源から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換して蓄電池に供給し、商用電源の停電時には、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して蓄電池に供給する機能と、蓄電池が出力する直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能と、出力された交流電圧を取り出す自立コンセント部と、を有する第二パワーコンディショナと、を備え、電力系統の通電時には、第一パワーコンディショナおよび第二パワーコンディショナの両方を作動させて、電力系統の停電時には、第二パワーコンディショナのみを作動させて、自立コンセント部から交流電圧を取り出し可能としたことを特徴とする電力供給システム。
6. 第一パワーコンディショナは、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣＤＣコンバータ部と、ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能を有するインバータ制御部と、を備えていることを特徴とする請求項５に記載の電力供給システム。
7. 第二パワーコンディショナは、直流電力源から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する第一ＤＣＤＣコンバータ部と、この第一コンバータ部から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して前記蓄電池に供給する順方向動作と、前記蓄電池の放電時に当該蓄電池から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する逆方向動作を行う双方向の第二ＤＣＤＣコンバータ部と、この第二ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力する機能と商用電源から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換して第二ＤＣＤＣコンバータ部に供給する機能とを有する双方向インバータ制御部と、を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の電力供給システム。
8. 自立コンセント部は、商用電源の停電時のみに使用可能であることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の電力供給システム。
9. 第一パワーコンディショナおよび第二パワーコンディショナは、同じ電力線を介して前記直流電力源に接続されることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の電力供給システム。
10. 前記直流電力源に加えて第２の直流電力源を設け、当該第２の直流電力源が供給する電力を、第一パワーコンディショナおよび第二パワーコンディショナに供給すると共に、当該電力供給経路に分岐接続部を設け、当該分岐接続部と第２の直流電力源との間に、第一パワーコンディショナと第二パワーコンディショナとの両方への電力の供給を制御するスイッチを設けたことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の電力供給システム。
11. 前記分岐接続部の温度を検知する温度センサを設け、当該温度センサの検知温度が予め定める温度に達すると、前記スイッチを開放することを特徴とする請求項１０に記載の電力供給システム。

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