JP2014007907A - 電力供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】商用電源から通常価格の電力が供給され太陽光発電装置で発電されている時間帯において、電気料金をより節減できる電力供給装置を提供する。
【解決手段】発電設備によって発電した自家発電電力が供給される自家発電電力受電部と、商用電源から商用電力が供給される商用電力受電部と、前記自家発電電力受電部および前記商用電力受電部からの電力によって充電可能な蓄電池を備える蓄電部と、電力負荷が接続される負荷給電部と、前記自家発電電力受電部、前記商用電力受電部、前記蓄電部および前記負荷給電部の相互間を選択的に接続・遮断して、前記自家発電電力受電部、前記商用電力受電部、前記蓄電部および前記負荷給電部の相互間の接続状態を切換える接続切換部と、前記接続切換部の接続状態を、予め定める４のモードに応じた接続状態に切換える制御部で構成したことを特徴とする電力供給装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、夜間においては商用電源からの電力を蓄電し、昼間に放電して負荷側で使用し、昼間十分に太陽光発電装置で発電されている状況では、負荷側への電力供給は全て蓄電池の放電電力を給電し、商用電源からの買電は行わないようにして、電気料金をより節減できるようにした電力供給装置に関する。

電力会社の発電設備は、夏期昼間の最大の電力消費量に対応できるように整備されている。このため、夜間においては、消費しきれない余剰電力が生じている。この余剰電力は、最後には熱として捨てられ消滅してしまう。電力会社では、この余剰電力を低減するために、夜間の電気料金を安価に設定して利用を促進したり、発電設備のうち一部を停止したり、出力を小さくするなどの対策を講じている。

しかし、前記後者による対策は、結果的に発電機を低効率で運転することになり、エネルギの損失がきわめて大きい。また、特に原子力発電設備の運転においては、安全上の観点から出力を変動させないようになっており、夜間においても昼間と同出力の運転が行われている。このため、前記のような調整をしても、依然として夜間に多くの余剰電力が生じ、多大なエネルギが無駄に失われているのが現状である。

このような状況を改善するために、変動要因の大きい太陽光発電装置などの再生可能エネルギ系電力と深夜電力などの安定電力とを連係させ、余剰電力を有効に利用して省エネルギ化を図った給電システムがすでに提案されている。このようなシステムの一例としては、特許文献１に開示されている住宅用給電システムがある。

特開２０１１−５０１３１号公報

しかしながら、前記従来の住宅用給電システムには、次のような課題がある。すなわち、前記従来の住宅用給電システムは、昼間、商用電源から高価な通常価格の電力が供給されており、太陽光発電装置などで発電されている時間帯においては、発電電力を商用電源側へ売電すると共に、蓄電池の放電電力を負荷側へ供給するようになっている。しかし、負荷側への電力供給は、全てが蓄電池の放電電力によってまかなわれるわけではなく、一部は商用電源から買電する仕様となっている。このため、昼間の高い電気を相当量買電することになるので、電気料金を節減する観点からは改善の余地がある。

本発明の目的は、商用電源から高価な電力を買電しないようにして、電気料金をより節減することができる電力供給装置を提供することである。

本発明は、発電設備によって発電した自家発電電力が供給される自家発電電力受電部と、
商用電源から商用電力が供給される商用電力受電部と、
前記自家発電電力受電部および前記商用電力受電部からの電力によって充電可能な蓄電池を備える蓄電部と、
電力負荷が接続される負荷給電部と、
前記自家発電電力受電部、前記商用電力受電部、前記蓄電部および前記負荷給電部の相互間を選択的に接続・遮断して、前記自家発電電力受電部、前記商用電力受電部、前記蓄電部および前記負荷給電部の相互間の接続状態を切換える接続切換部と、
前記接続切換部の接続状態を、予め定める複数のモードに応じた接続状態に切換える制御部であって、
前記複数のモードは、
予め定める第１時刻から前記第１時刻より後の予め定める第２時刻までの昼間時間帯において、前記自家発電電力受電部および前記商用電力受電部の少なくともいずれか一方と前記負荷給電部とが接続されるとともに、前記蓄電部と前記負荷給電部とが接続され、かつ前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが接続される第１モード、
前記昼間時間帯において前記自家発電電力受電部の電力が少なくなると、前記自家発電電力受電部および前記商用電力受電部の少なくともいずれか一方と前記負荷給電部とが接続され、かつ前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが遮断される第２モード、
前記第２時刻から前記第２時刻より後の予め定める第３時刻までの夜間時間帯において、前記商用電力受電部と前記負荷給電部とが接続され、かつ前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが遮断されるとともに、前記商用電力受電部と前記蓄電部とが遮断される第３モード、および
前記第３時刻から前記第１時刻までの深夜時間帯において、前記商用電力受電部と前記負荷給電部とが接続されるとともに、前記商用電力受電部と前記蓄電部とが接続される第４モードを含む制御部と、を備えることを特徴とする電力供給装置である。

また本発明は、前記商用電力受電部からの電力の供給／停止を検出する停電検出部を含み、
前記制御部は、前記停電検出部によって、前記商用電力受電部からの電力が停止したことが検出されたとき、その検出結果に応答して、前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが接続され、かつ前記蓄電部と前記負荷給電部とが接続される第５モードに設定可能であることを特徴とする。

さらに本発明は、前記自家発電電力受電部には、太陽光発電装置によって発電された電力が供給されることを特徴とする。

さらに本発明は、前記自家発電電力受電部には、水力発電装置によって発電された電力が供給されることを特徴とする。

さらに本発明は、前記蓄電部は、４０００Ｗｈ〜１２０００Ｗｈのエネルギ容量を有することを特徴とする。

本発明によれば、制御部によって、接続切換部の接続状態を時間帯によって切換えて、第１時刻から第２時刻までの昼間時間帯は第１モードを実行し、自家発電電力受電部および商用電力受電部の少なくともいずれか一方と負荷給電部とが接続されるとともに、前記蓄電部と前記負荷給電部とが接続され、かつ前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが接続され、昼間時間帯において自家発電電力受電部の電力が少なくなると、第２モードを実行し、自家発電電力受電部および前記商用電力受電部の少なくともいずれか一方と負荷給電部とが接続され、かつ前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが遮断される。

また、制御部は、第２時刻から第３時刻までの夜間時間帯において、第３モードを実行し、商用電力受電部と負荷給電部とが接続され、かつ自家発電電力受電部と前記蓄電部とが遮断されるとともに、商用電力受電部と前記蓄電部とが遮断され、第３時刻から前記第１時刻までの深夜時間帯において、商用電力受電部と負荷給電部とが接続されるとともに、商用電力受電部と蓄電部とが接続される。

このように、制御部によって第１〜第４モードが切換えられるので、前記従来技術に比べて、商用電源から高価な電力を買電しないようにして買電電力量を削減し、電気料金をより減少させることができる。

本発明の一実施形態の電力供給装置１の全体構成を示すブロック図である。 制御部１０が第１モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図である。 制御部１０が第１モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図であり、図３は制御部１０が第１モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 制御部１０が第２モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図である。 制御部１０が第２モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 制御部１０が第３モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図である。 制御部１０が第３モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 制御部１０が第４モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図である。 制御部１０が第４モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 制御部１０が第５モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図である。 制御部１０が第５モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 制御部１０が第６モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図である。 制御部１０が第６モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態の電力供給装置１の全体構成を示すブロック図である。本実施形態の電力供給装置１は、発電設備２によって発電した自家発電電力が供給される自家発電電力受電部３ａ，３ｂと、商用電源４から商用電力が供給される商用電力受電部５と、前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂおよび前記商用電力受電部５からの電力によって充電可能な蓄電池６を備える蓄電部７と、電力負荷が接続される負荷給電部８ａ，８ｂと、前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂ、前記商用電力受電部５、前記蓄電部７および前記負荷給電部８ａ，８ｂの相互間を選択的に接続・遮断して、前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂ、前記商用電力受電部５、前記蓄電部７および前記負荷給電部８ａ，８ｂの相互間の接続状態を切換える接続切換部９と、前記接続切換部９の接続状態を、予め定める複数のモードに応じた接続状態に切換える制御部１０と、前記商用電力受電部５からの電力の供給／停止を検出する停電検出部としての入力電圧・電流センサ３０とを含む。

前記制御部１０には、複数のモードが設定され、第１〜第５モードのいずれか１つを選択的に実行して、接続切換部９の接続状態を切換えることができるように構成される。前記複数のモードは、次のとおりである。

「第１モード」では、予め定める第１時刻ｔ１である、たとえば７時００分から前記第１時刻ｔ１より後の予め定める第２時刻ｔ２である、たとえば１８時００分までの昼間時間帯において、前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂおよび前記商用電力受電部５の少なくともいずれか一方と前記負荷給電部８ａ，８ｂとが接続され、かつ前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂと前記蓄電部７とが接続されるとともに、前記蓄電部７と前記負荷給電部８ａ，８ｂとが接続される。

「第２モード」では、前記昼間時間帯ｔ１からｔ２において、前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂおよび前記商用電力受電部５の少なくともいずれか一方と前記負荷給電部８ａ，８ｂとが接続され、かつ前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂと前記蓄電部７とが遮断される。

「第３モード」では、前記第２時刻ｔ２から前記第２時刻ｔ２より後の予め定める第３時刻ｔ３までの夜間時間帯において、前記商用電力受電部５と前記負荷給電部８ａ，８ｂとが接続され、かつ前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂと前記蓄電部７とが遮断されるとともに、前記商用電力受電部５と前記蓄電部７とが遮断される。

「第４モード」では、前記第３時刻ｔ３から前記第１時刻ｔ１までの深夜時間帯において、前記商用電力受電部５と前記負荷給電部８ａ，８ｂとが接続されるとともに、前記商用電力受電部５と前記蓄電部７とが接続される。

「第５モード」では、前記入力電圧・電流センサ３０によって、前記商用電力受電部５からの電力が停止したことが検出されたとき、その検出結果に応答して、前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂと前記蓄電部７とが接続され、かつ前記蓄電部７と前記負荷給電部８ａ，８ｂとが接続される。

前記自家発電電力受電部３ａ，３ｂには、太陽光発電装置によって発電された電力が供給される。また前記蓄電部７は、４０００Ｗｈ〜１２０００Ｗｈのエネルギ容量を有する。前記太陽光発電装置は、既存設備であって、太陽光発電パネル１３、太陽光発電系統接続部１４、ＤＣ／ＡＣ電力交換機であるパワーコンディショナ１５、ＡＣ単相３線出力部１６、商用電源４、買電メータ１８、売電メータ１９、電力契約ブレーカ２０、自立運転出力部２１、自立専用コンセント２２、ＡＣ単相３線入力部２３、配電盤２４、およびＡＣ１００Ｖ負荷出力部２５を含む。

前記接続切換部９は、ＡＣ単相３線入力部２３として用いられる前記商用電力受電部３ａ，３ｂ、入力電圧・電流センサ３０、ＡＣ入力開閉器３１、ＡＣ迂回・補給開閉器３２、自立入力ＡＣ１００Ｖ分岐部３３、自立ＡＣ１００Ｖ入力部として用いられる前記商用電力受電部３ｂ、ＡＣ２００Ｖ昇圧器３４、ＡＣ迂回用開閉器３５、ＡＣ単相３線出力部３６、ＡＣ入力部３７、出力不足時補給開閉器３８、保守点検時迂回切換器としても用いられる出力不足時補給切換器３９、配電盤用ＡＣ１００Ｖ出力部として用いられる負荷給電部８ａ，８ｂ、ＡＣ２００Ｖ専用負荷出力部４２、太陽光ＤＣ出力分岐部４３、太陽光パネルＤＣ入力部として用いられる自家発電電力受電部３ａ、太陽光ＤＣ入力部開閉器４４、ＤＣ／ＤＣ充電器４５、およびＤＣ出力部４６を有する。

前記制御部１０は、ＡＣ単相３線入力部５０、ＡＣ／ＤＣ充電器５１、ＡＣ単相２線出力部５２、ＡＣ入力部５３、ＡＣ放電出力電力センサ５４、ＡＣ出力部５５、ＤＣ入力部５６、ＰＣ電源安定器（電源部とも記す）５７、管理モジュール基盤５８、ディスプレイ信号出力部５９、ＵＳＢ入出力部６０、温度センサ電源部開閉器６１、および管理機能ＰＣ冷却ファン６２を含む。

前記蓄電部７は、ＡＣ単相２線入力部７０、充電専用安全回路７１、リチウムイオン電池から成る蓄電池６、ＤＣ出力部７２、ＤＣ／ＡＣ変換開閉器７３、電圧調整可能なＤＣ／ＡＣ交換器７４、ＡＣ出力部７５、ＤＣ出力部７６、温度センサ電源部切換器７７、電池冷却ファン７８、電池保温ヒータ７９、および蓄電池ＤＣ入力部８０を有する。

前記太陽光発電パネル１３は、４系統からなる太陽電池モジュール１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄから成り、各太陽電池モジュール１３ａ〜１３ｄは、太陽光発電系統接続部１４を介してパワーコンディショナ１５に接続される。

太陽電池モジュール１３ａ〜１３ｄは、太陽光（光エネルギ）を光電変換によって電力に変換する多数のセルを、直列または並列に接続して必要な電力を発生させることができる。

太陽光発電系統接続部１４は、太陽電池モジュール１３ａ〜１３ｄで発電された不均等な電圧の直流電力を所要の範囲の電圧に調整するものである。なお、太陽光発電系統接続部１４については、既に市販されその技術的内容は公知であるので詳細な説明は省略する。

パワーコンディショナ１５は、太陽電池モジュール１３ａ〜１３ｄで発電された直流電力を交流電力に変換して出力するものであり、ＡＣ単相３線出力部１６およびＡＣ単線１００Ｖ出力部２１を備えている。ただし、発電量により電流は変化する。

パワーコンディショナ１５の自立運転出力部２１は、配線Ｌ１によって自立専用コンセント２２に接続される。またＡＣ単相３線出力部１６は、配線Ｌ２によって、電力契約ブレーカ２０と商用電力受電部５と接続する配線Ｌ３の分岐部に接続される。さらに太陽光発電パネル１３と太陽光発電系統接続部１４とは、配線Ｌ４によって接続され、太陽光発電系統接続部１４とパワーコンディショナ１５とは、配線Ｌ５によって接続される。この配線Ｌ５の分岐部４３と接続切換部９の自家発電電力受電部３ａとは、配線Ｌ６によって接続される。さらに配線Ｌ１の分岐部３３と自家発電電力受電部３ｂとは、配線Ｌ７によって接続される。

発電運転専用コンセント２２は、ユーザ側の屋内などの一箇所のみに設けられている。この発電運転専用コンセント２２には、商用電源４の停電時に発電設備２の発電運転（自動的な発電）を行った場合のみ、ＡＣ１００Ｖの電力が供給される。

次に、電力供給装置１について説明する。電力供給装置１は、制御部１０と蓄電部７と接続切換部９とを含む。制御部１０と蓄電部７と接続切換部９とは、配線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３；Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３によって接続される。

前記接続切換部９は、発電設備２で発電された電力を入力する自家発電電力受電部３ａと、自立ＡＣ１００Ｖ入力部として用いられる自家発電電力受電部３ｂと、商用電源４から供給されるＡＣ１００Ｖ陽極２線の電力を入力するＡＣ入出力部５と、前記配電盤２４へのＡＣ１００Ｖの交流電力を出力する負荷出力部８ａと、負荷側へＡＣ２００Ｖの交流電力を出力するＡＣ２００Ｖ専用負荷出力部４２とを備える。負荷出力部８ａと配電盤２４のＡＣ単相３線入力部２３とは、配線Ｌ８によって接続される。

前記蓄電部７は、蓄電池６を備える。蓄電池６は、互いに直列または並列に接続された複数の蓄電池モジュールから成り、各蓄電池モジュールは、それぞれ多数のバッテリセルから成る。使用されるバッテリセルとしては、たとえばリチウムポリマ電池が挙げられるが、システムとして必要な充電容量に対応できれば、適宜公知の他の種類の蓄電池を採用することができる。

接続切換部９において、自家発電電力受電部３ａとＤＣ出力部４６との間には、自家発電電力受電部３ａに近い側から順に、太陽光ＤＣ入力部開閉器４４、ＤＣ／ＤＣ充電器４５が接続されている。

蓄電池６は、後記するように商用電源４からの電力を充電する場合に、ＡＣ１００Ｖの電力を充電用の指定電圧の直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（変換器）を備えた充電器（図示省略）を有している。

制御部１０は、蓄電池６から放電される直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２３を備えている。蓄電池６とＤＣ／ＡＣインバータ７４との間には、ＤＣ／ＡＣ変換開閉器７３が接続される。ＡＣ放電出力電力センサ５４は、蓄電池６から放電される電力を検出し、その情報を制御部１０へ送信する。

電力会社への売電は、パワーコンディショナ１５のＡＣ２線２００Ｖ出力部１６から交流電力を出力し、商用電源４側へ逆潮流させる。なお、「逆潮流」とは、太陽光発電や風力発電など、再生可能エネルギ系発電装置で発電した電力を、電力会社から受電する電力と接続する系統連係において、電力会社の配電線（商用電源）側に送られることをいう。

蓄電池６は、蓄電池６の温度管理を行うための冷却ファン７８と保温ヒータ７９とを備える。冷却ファン７８と保温ヒータ７９とは、蓄電池６と配線Ｌ３１，Ｌ３２によって温度センサ電源部切換器７７に接続される。

制御部１０は、ＭＰＵ(Micro-Processing Unit)を含んで構成され、インストールされたプログラム実行することによって、前記各開閉器３１，３２，３５，３８，４１，４４，６１，７３の開閉動作の制御、前記各センサ３０，５４との情報の送受信、ＤＣ／ＡＣインバータ７４の出力制御、および蓄電池６の充電特性や放電量の制御などを行う。

このような制御部１０には、たとえば使用する蓄電池６の規格や性能に合わせたプログラムをインストールすることによって、システム導入後の蓄電池６の変更やグレードアップなどに柔軟に対応することができるとともに、前述の第１〜第６モードを実行することができるように構成されている。

次に、図２〜図１３を参照して、電力供給装置１の制御動作の一例を、各モードごとに説明する。まず、前記制御部１０でモードの切換えを行うための制御は、電力供給装置１を備えるシステムが設置されているエリアのサービスを行っている電力会社の時間帯の区分けに合わせて設定される。

本実施形態では、サービス時間帯が、第１モードが７：００〜１８：００、第２モードが７：００〜１８：００、第３モードが１８：００〜２３：００、第４モードが２３：００〜７：００のように区分けされている電力会社のエリア内に設置する場合を例にして説明する。制御部１０は、この時間帯の区分に対応したプログラムを実行することにより、接続切換部９の接続状態を制御する。

なお、図２〜図１３において、開閉器３１，３２，３５，３８，４１，４４，７３については、開閉器３１は「ＭＣ１」、開閉器３２は「ＭＣ５」、開閉器３５は「ＭＣ６」、開閉器３８は「ＭＣ３」、開閉器４１は「ＭＣ４」、開閉器４４は「ＭＣ７」、開閉器７３は「ＭＣ２」とそれぞれ略記する。

（第１モード）
図２は、制御部１０が第１モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図であり、図３は制御部１０が第１モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。第１モード（７：００〜１８：００）において、ステップＡ０では、後述する第３モードに設定されており、ステップＡ１で、入力電圧・電流センサ３０によって検出された太陽光発電稼働出力と電圧とを感知コントローラへデータ転送し、ステップＡ２で、コントローラにより開閉器７３へ通信して、開閉器７３をオンにする。

ステップＡ３で、蓄電池６のＤＣ電力をＤＣ／ＡＣ交換器がコントローラの通信によって、ＣＴ１によって検出される太陽光発電電圧と同等電圧で送電する。次に、ステップＡ４で、放電電圧をＣＴ２センサにて感知し、コントローラによって同期を確認後、ＭＣ３へオンにして、バイパス切換器をＭＣ３側へ切換え、ＭＣ１とＭＣ５とをオフにし、ＭＣ４はそのままオンとし、負荷２００Ｖと負荷１００Ｖへ給電し、ステップＡ５で終了する。

（第２モード）
図４は、制御部１０が第２モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図であり、図５は制御部１０が第２モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。第２モード（７：００〜１８：００）において、ステップＢ０で制御が開始され、ステップＢ１で、定格出力のオーバー電力を感知すると、ステップＢ２で、蓄電池のＤＣ電力をＤＣ／ＡＣ交換器がコントローラの通信によって、ＣＴ１によって検出される太陽光発電電圧と同等電圧で送電する。ＭＣ５はオンにした状態で、バイパス用切換器をＭＣ５側へ切換えた後、ＭＣ３とＭＣ２をオフにする。このようにして、負荷の２００Ｖと１００Ｖ定格オーバーの電力供給に対応する。次のステップＢ４で、負荷へ定格オーバー電力を給電し、ステップＢ５で終了する。

（第３モード）
図６は、制御部１０が第３モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図であり、図７は制御部１０が第３モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。第３モード（１８：００〜２３：００）において、ステップＣ０では、前述の第１モードに設定された状態で制御が開始され、ステップＣ１で、コントローラ制御部によって、最大放電量限界電圧へ達するまで放電を行う。また第１モードで負荷の電力消費が多く、最大放電量限界電圧になった場合には、第２モードへ切換えられる。

ステップＣ２で、コントローラの通信によってＭＣ５をオンにした後、ステップＣ３で、買電電力から負荷１００Ｖおよび負荷２００Ｖへの給電を行う。ステップＣ４で、コントローラからの指令によって、ＭＣ２をオフにして、ＤＣ／ＡＣ交換器を停止させ、ステップＣ５で本処理を終了する。

（第４モード）
図８は、制御部１０が第４モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図であり、図９は制御部１０が第４モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。第４モード（２３：００〜７：００）において、ステップＤ０で、前述の第２モードの設定された状態で本処理が開始され、ステップＤ１で、第２モードのままで、買電電力によって負荷１００Ｖおよび負荷２００Ｖへ給電を行う。ステップＤ２で、コントローラの任意設定可能なタイマによって、ＭＣ１をオンにし、ステップＤ３で、ＤＣ電力をＡＣ／ＤＣ充電器５１によって、電池充電管路装置へ給電を行って蓄電池６を充電し、ステップＤ４で第２モードから第３モードに設定モードを切換えて、ステップＤ５で、コントローラによって、電池蓄電電圧を管理し、蓄電池６が満充電規定電圧に到達すると、給電を停止させ、ステップＤ６で本処理を終了する。

（第５モード）
図１０は、制御部１０が第５モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図であり、図１１は制御部１０が第５モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。第５モード（７：００〜１８：００）において、ステップＥ０で本処理が開始され、ステップＥ１で、太陽光発電を停止させた後に停電が発生すると、ステップＥ２で、停電をＣＴ１センサから検出出力によってコントローラが受信し、ＭＣ５とＭＣ１とがオフになり、同時にＭＣ２がオンになり、蓄電池６からのＤＣ電源を、ＤＣ／ＡＣ交換器によってＡＣ電源とするＭＣ３をオンにして、負荷に給電を行う。

次のステップＥ３では、バイパス切換器をＭＣ３側へ切換え、ＭＣ１とＭＣ５とオフとする。負荷の１００Ｖへ給電し、過放電防止、すなわち蓄電量の不足回避のため、ＭＣ４をオフとし、２００Ｖ給電を停止する。ステップＥ４で、太陽光発電の始動する翌朝まで負荷へ給電し、ステップＥ５で本処理を終了する。

（第６モード）
図１２は、制御部１０が第６モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を示す簡略化した系統図であり、図１３は制御部１０が第６モードに設定されたときの電力供給装置１の動作を説明するためのフローチャートである。第６モード（０：００〜２４：００）において、ステップＦ０で本処理が開始され、ステップＦ１で、機器が異常を来たすと、モニタディスプレイによってサービスコールを発する。ステップＦ２で、使用者によってサービス業者へ連絡後、異常のあった機器が点検される。ステップＦ３で、サービス業者による点検の際、異常を生じた機器の機能を停止させ、部品の交換または修理の際にその機器を手動操作によって機能の確認を行う。そして、次のステップＦ４で、バイパス用切換器を買電側へモードをシフトさせた後、１００Ｖ負荷給電を確保し、次にＭＣ５およびＭＣ４をオンにして、負荷への給電を確保する。さらにＭＣ１およびＭＣ３をオフにして、機器の内部点検環境を確保する。その後、ステップＦ５で、サービス業者は機器の点検を開始し、修理の際に負荷への取替えが必要な場合は、ＭＣ５をオン、ＭＣ１・ＭＣ３・ＭＣ６・ＭＣ７をオフし、その部品の接続部からバイパスさせて、制御部１０および蓄電部７を交換する。また、ステップＦ６で、スペア機器、制御部１０、蓄電部７の取付け作業は、上記と逆の手順で行った後、ステップＦ７で本処理を終了する。

前述の実施形態では、自家発電電力受電部として太陽光発電装置を用いたが、本発明の他の実施形態では、自家発電電力受電部３ａ，３ｂとして、前記太陽光発電装置に代えて水力発電装置であってもよく、前記太陽光発電装置と水力発電装置との組合せであってもよい。

１ 電力供給装置
２ 発電設備
３ａ，３ｂ 自家発電電力受電部
４ 商用電源
５ 商用電力受電部
６ 蓄電池
７ 蓄電部
８ａ，８ｂ 負荷給電部
９ 接続切換部
１０ 制御部
１３ 太陽光発電パネル
１４ 太陽光発電系統接続部
１５ パワーコンディショナ
１６ ＡＣ単相３線出力部
１８ 買電メータ
１９ 売電メータ
２０ 電力契約ブレーカ
２１ 自立運転出力部
２２ 自立専用コンセント
２３ ＡＣ単相３線入力部
２４ 配電盤
２５ ＡＣ１００Ｖ負荷出力部
３０ 入力電圧・電流センサ
３１ ＡＣ入力開閉器
３２ ＡＣ迂回・補給開閉器
３３ 分岐部
３４ ＡＣ２００Ｖ昇圧器
３５ ＡＣ迂回用開閉器
３６ ＡＣ単相３線出力部
３７ ＡＣ入力部
３８ 出力不足時補給開閉器
３９ 出力不足時補給切換器
４１ ＡＣ２００Ｖ出力開閉器
４３ 太陽光ＤＣ出力分岐部
４４ 太陽光ＤＣ入力部開閉器
４５ ＤＣ／ＤＣ充電器
４６ ＤＣ出力部
５０ ＡＣ単相３線入力部
５１ ＡＣ／ＤＣ充電器
５２ ＡＣ単相２線出力部
５３ ＡＣ入力部
５４ ＡＣ放電出力電力センサ
５５ ＡＣ出力部
５６ ＤＣ入力部
５７ ＰＣ電源安定器
５８ 管理モジュール基盤
５９ ディスプレイ信号出力部
６０ ＵＳＢ入出力部
６１ 温度センサ電源部開閉器
６２ 管理機能ＰＣ冷却ファン
７０ ＡＣ単相２線入力部
７１ 充電専用安全回路
７２ ＤＣ出力部
７３ ＤＣ／ＡＣ変換開閉器
７４ ＤＣ／ＡＣ交換器
７５ ＡＣ出力部
７６ ＤＣ出力部
７７ 温度センサ電源部切換器
７８ 電池冷却ファン
７９ 電池保温ヒータ
８０ 蓄電池ＤＣ入力部

Claims (5)

1. 発電設備によって発電した自家発電電力が供給される自家発電電力受電部と、
   商用電源から商用電力が供給される商用電力受電部と、
   前記自家発電電力受電部および前記商用電力受電部からの電力によって充電可能な蓄電池を備える蓄電部と、
   電力負荷が接続される負荷給電部と、
   前記自家発電電力受電部、前記商用電力受電部、前記蓄電部および前記負荷給電部の相互間を選択的に接続・遮断して、前記自家発電電力受電部、前記商用電力受電部、前記蓄電部および前記負荷給電部の相互間の接続状態を切換える接続切換部と、
   前記接続切換部の接続状態を、予め定める複数のモードに応じた接続状態に切換える制御部であって、
   前記複数のモードは、
   予め定める第１時刻から前記第１時刻より後の予め定める第２時刻までの昼間時間帯において、前記自家発電電力受電部および前記商用電力受電部の少なくともいずれか一方と前記負荷給電部とが接続されるとともに、前記蓄電部と前記負荷給電部とが接続され、かつ前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが接続される第１モード、
   前記昼間時間帯において前記自家発電電力受電部の電力が少なくなると、前記自家発電電力受電部および前記商用電力受電部の少なくともいずれか一方と前記負荷給電部とが接続され、かつ前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが遮断される第２モード、
   前記第２時刻から前記第２時刻より後の予め定める第３時刻までの夜間時間帯において、前記商用電力受電部と前記負荷給電部とが接続され、かつ前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが遮断されるとともに、前記商用電力受電部と前記蓄電部とが遮断される第３モード、および
   前記第３時刻から前記第１時刻までの深夜時間帯において、前記商用電力受電部と前記負荷給電部とが接続されるとともに、前記商用電力受電部と前記蓄電部とが接続される第４モードを含む制御部と、を備えることを特徴とする電力供給装置。
2. 前記商用電力受電部からの電力の供給／停止を検出する停電検出部を含み、
   前記制御部は、前記停電検出部によって、前記商用電力受電部からの電力が停止したことが検出されたとき、その検出結果に応答して、前記自家発電電力受電部と前記蓄電部とが接続され、かつ前記蓄電部と前記負荷給電部とが接続される第５モードに設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
3. 前記自家発電電力受電部には、太陽光発電装置によって発電された電力が供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の電力供給装置。
4. 前記自家発電電力受電部には、水力発電装置によって発電された電力が供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の電力供給装置。
5. 前記蓄電部は、４０００Ｗｈ〜１２０００Ｗｈのエネルギ容量を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電力供給装置。

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