JP2016048992A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】停電時において、蓄電池から放電される電力を、より適切に負荷へと供給することができる電力供給システムを提供する。【解決手段】負荷へと電力を分配する連携分電盤１１と、商用電源２からの電力を充放電可能であって、商用電源２から電力が供給不能な停電時に商用電源２から解列され、放電した電力を連携分電盤１１に供給可能な蓄電池１５と、を具備し、負荷は、自立負荷４と、一般負荷３と、を含み、停電時以外の通常時において、連携分電盤１１に供給された電力は、連携分電盤１１により自立負荷４及び一般負荷３に分配され、停電時において、一般負荷３へと電力を分配するための流路を遮断することにより、連携分電盤１１に供給された電力は、一般負荷３よりも優先的に自立負荷４に分配される。【選択図】図６

Description

本発明は、電力を負荷へと供給する電力供給システムの技術に関する。

従来、停電時において、蓄電池から放電された電力を負荷へと供給する技術は公知となっている。例えば特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の電力供給システム（電源システム）は、分電盤と、前記分電盤に接続された蓄電池（蓄電装置）とを具備する。このような構成により、前記電力供給システムは、停電時において、蓄電池から放電された電力を分電盤に供給し、当該分電盤に接続された負荷へと供給することができる。

しかしながら、停電時においては、商用電源からの電力を使用することができないため、蓄電池から放電される電力を、より適切に負荷へと供給することが求められる。

特開２００８−２２６５０号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、停電時において、蓄電池から放電される電力を、より適切に負荷へと供給することができる電力供給システムを提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、負荷へと電力を分配する分電盤と、商用電源からの電力を充放電可能であって、前記商用電源から電力が供給不能な停電時に前記商用電源から解列され、放電した電力を前記分電盤に供給可能な蓄電池と、前記蓄電池の充放電を制御する制御装置と、を具備する電力供給システムであって、前記負荷は、重要負荷と、前記重要負荷よりも下流側に配置される一般負荷と、を含み、前記制御装置は、前記停電時以外の通常時において、前記分電盤に供給された電力を、前記分電盤により前記重要負荷及び前記一般負荷に分配し、前記停電時において、前記一般負荷へと電力を分配するための流路を遮断することにより、前記分電盤に供給された電力を、前記一般負荷よりも優先的に前記重要負荷に分配するものである。

請求項２においては、前記分電盤は、前記重要負荷に電力を分配するための重要回路部と、前記重要回路部よりも下流側に設けられて前記一般負荷に電力を分配するための一般回路部と、を含み、前記重要回路部と前記一般回路部との間に設けられ、前記制御装置の制御により電力流通の可否を切り替え可能な切替部をさらに具備し、前記制御装置は、前記通常時において、前記切替部を電力流通可能に切り替え、前記停電時において、前記切替部を電力流通不能に切り替えるものである。

請求項３においては、前記制御装置は、前記停電時において、前記重要負荷の消費電力量と、前記一般負荷の消費電力量と、前記重要回路部に供給可能な供給可能電力量と、を算出可能であり、前記重要負荷の消費電力量に対して前記供給可能電力量が余剰する場合には、前記切替部を電力流通可能に切り替えて、余剰した電力を前記重要回路部から前記一般回路部に供給して前記一般回路部により前記一般負荷に分配可能であるものである。

請求項４においては、前記一般負荷は、複数設けられると共に、それぞれに優先順位が設定され、前記制御装置は、前記余剰した電力を前記一般負荷に分配する場合に、複数の前記一般負荷のうち前記優先順位が高い一般負荷から優先的に前記余剰した電力を分配するものである。

請求項５においては、発電可能な燃料電池をさらに具備し、前記燃料電池は、前記重要回路部と前記一般回路部とのうち、前記重要回路部に優先的に電力を供給可能に設けられるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、停電時において、蓄電池から放電される電力を、より適切に負荷へと供給することができる。

請求項２においては、重要負荷に、一般負荷よりも優先的に電力を供給することができる。

請求項３においては、余剰した電力を一般負荷に供給することができる。

請求項４においては、余剰した電力を複数の一般負荷のうち優先順位が高い一般負荷に供給することができる。

請求項５においては、燃料電池で発電される電力を、より適切に負荷へと供給することができる。

本発明の第一実施形態に係る電力供給システムの構成を示したブロック図。 同じく、通常時における電力の供給態様を示した模式図。 同じく、停電時における電力の供給態様を示した模式図。 同じく、連携分電盤の構成を示したブロック図。 同じく、連携分電盤の通常時における電力の分配態様を示した模式図。 同じく、連携分電盤の停電時における電力の分配態様（第一態様）を示した模式図。 同じく、連携分電盤の停電時における電力の分配態様（第二態様）を示した模式図。 同じく、図７の続きを示した模式図。 本発明の第二実施形態に係る電力供給システムの構成を示したブロック図。 本発明の第三実施形態に係る電力供給システムの構成を示したブロック図。 同じく、通常時における電力の供給態様を示した模式図。 同じく、停電時における電力の供給態様を示した模式図。 同じく、第二蓄電池を具備した構成を示したブロック図。

以下では、図１を用いて、本発明に係る電力供給システムの第一実施形態である電力供給システム１の構成について説明する。

電力供給システム１は、建築物（本実施形態においては住宅）に設けられ、商用電源２や蓄電池１５等からの電力を負荷へと供給するものである。電力供給システム１は、主として連携分電盤１１、第一電力経路１２、燃料電池１３、第二電力経路１４、蓄電池１５、太陽電池１６、パワコン１７、第三電力経路１８、第四電力経路１９、第五電力経路２０、第六電力経路２１、変圧器２２、出力切替盤２３、第一スイッチ部２４及び制御装置２５を具備する。

連携分電盤１１は、供給されてくる電力を負荷へと分配するもの（分電盤）である。連携分電盤１１は、負荷（後述する一般負荷３等）に接続され、当該負荷の要求（消費電力）に応じて電力を分配することができる。
なお、連携分電盤１１の構成についての詳細な説明は後述する。

第一電力経路１２は、電力を流通させるための経路である。第一電力経路１２は、導線等で構成される。第一電力経路１２の一側端部は、商用電源２に接続される。第一電力経路１２の他側端部は、連携分電盤１１に接続される。

燃料電池１３は、水素等の燃料を用いて発電する装置である。燃料電池１３は、固体酸化物型の燃料電池（ＳＯＦＣ）である。燃料電池１３は、図示せぬ貯湯ユニットを具備し、発電時に発生する熱を用いて当該貯湯ユニット内で湯を沸かすことができる。燃料電池１３は、第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給される電力を検出する検出部（不図示）を具備する。燃料電池１３は、前記検出部により電力が検出できなかった場合（すなわち、例えば停電時に、第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に電力が供給されなかった場合等）に、発電が停止される。

第二電力経路１４は、電力を流通させるための経路である。第二電力経路１４は、導線等で構成される。第二電力経路１４の一側端部は、連携分電盤１１に接続される。第二電力経路１４の他側端部は、燃料電池１３に接続される。

蓄電池１５は、電力を充放電可能に構成されるものである。蓄電池１５は、リチウムイオン電池等により構成される。

太陽電池１６は、太陽光を利用して発電可能に構成されるものである。太陽電池１６は、図示せぬ太陽電池パネル等により構成される。太陽電池１６は、住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。

パワコン１７は、いわゆるハイブリッドパワーコンディショナである。パワコン１７は、太陽電池１６で発電された電力を出力可能に構成される。また、パワコン１７は、蓄電池１５に充電された電力を出力可能に構成される。また、パワコン１７は、所定の電力を蓄電池１５に出力（充電）可能に構成される。

パワコン１７は、停電時（商用電源２からの電力が供給不能な非常時）には、自立運転モードが実行され、自立出力（蓄電池１５又は太陽電池１６から電力を取り出し）可能に構成される。自立運転モードは、停電が発生した場合に、後述する制御装置２５によって自動的に（又は、住宅の居住者による手動の操作によって）実行される。

第三電力経路１８は、電力を流通させるための経路である。第三電力経路１８は、導線等で構成される。第三電力経路１８の一側端部は、第一電力経路１２の中途部（第一接点３１）に接続される。第三電力経路１８の他側端部は、パワコン１７に接続される。

第四電力経路１９は、電力を流通させるための経路である。第四電力経路１９は、導線等で構成される。第四電力経路１９の一側端部は、パワコン１７に接続される。第四電力経路１９の他側端部は、蓄電池１５に接続される。

第五電力経路２０は、電力を流通させるための経路である。第五電力経路２０は、導線等で構成される。第五電力経路２０の一側端部は、太陽電池１６に接続される。第五電力経路２０の他側端部は、第四電力経路１９の中途部に接続される。

第六電力経路２１は、電力を流通させるための経路である。第六電力経路２１は、導線等で構成される。第六電力経路２１の一側端部は、後述する変圧器２２に接続される。第六電力経路２１の他側端部は、第一電力経路１２の中途部（第二接点３２）に接続される。なお、第二接点３２は、第一電力経路１２において第一接点３１よりも連携分電盤１１側に配置される。

変圧器２２は、パワコン１７から入力された電力（１００Ｖ）を２００Ｖ（商用電源２からの電力と同一の電圧）に変圧（昇圧）して出力するものである。変圧器２２は、所定の電力経路を介してパワコン１７に接続される。

出力切替盤２３は、主として第一スイッチ３５と、第二スイッチ３６と、を具備する。

第一スイッチ３５は、電力の流通の可否を切り替えるものである。第一スイッチ３５は、第一電力経路１２において第二接点３２と第一接点３１との間に配置される。第一スイッチ３５がＯＮに切り替えられた場合、電力が当該第一スイッチ３５を流通可能となる。また、第一スイッチ３５がＯＦＦに切り替えられた場合、電力が当該第一スイッチ３５を流通不能となる。

第二スイッチ３６は、電力の流通の可否を切り替えるものである。第二スイッチ３６は、第六電力経路２１の中途部に配置される。第二スイッチ３６がＯＮに切り替えられた場合、電力が当該第二スイッチ３６を流通可能となる。また、第二スイッチ３６がＯＦＦに切り替えられた場合、電力が当該第二スイッチ３６を流通不能となる。

なお、出力切替盤２３においては、第一スイッチ３５及び第二スイッチ３６の一方がＯＮに切り替えられると、第一スイッチ３５及び第二スイッチ３６の他方がＯＦＦに切り替えられる。

第一スイッチ部２４は、電力の流通の可否を切り替えるものである。第一スイッチ部２４は、第三電力経路１８の中途部に配置される。第一スイッチ部２４がＯＮに切り替えられた場合、電力が当該第一スイッチ部２４を流通可能となる。また、第一スイッチ部２４がＯＦＦに切り替えられた場合、電力が当該第一スイッチ部２４を流通不能となる。

なお、第一スイッチ部２４は、出力切替盤２３において第一スイッチ３５がＯＮに切り替えられ、第二スイッチ３６がＯＦＦに切り替えられた場合に、ＯＮに切り替えられる。また、第一スイッチ部２４は、出力切替盤２３において第一スイッチ３５がＯＦＦに切り替えられ、第二スイッチ３６がＯＮに切り替えられた場合に、ＯＦＦに切り替えられる。このような構成により、第一スイッチ部２４がＯＦＦに切り替えられた場合、蓄電池１５は商用電源２から解列される。

制御装置２５は、電力供給システム１内の情報を管理し、当該電力供給システム１を構成する各機器を制御するものである。本実施形態においては、制御装置２５として、住宅等に設けられたＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が用いられる。制御装置２５は、住宅内に構築されたネットワークを通じて各機器（パワコン１７や、蓄電池１５、太陽電池１６、変圧器２２、連携分電盤１１、出力切替盤２３、第一スイッチ部２４等）や、図示せぬ電力センサ等と接続され、これらの動作の態様に関する情報を取得すると共に、当該動作を制御することができる。なお、前記動作には、第一スイッチ部２４や、出力切替盤２３の第一スイッチ３５及び第二スイッチ３６のＯＮとＯＦＦとの切り替え等が含まれる。制御装置２５は、停電が発生した場合に、当該停電の発生に関する情報を取得することができる。

以下では、図２及び図３を用いて、電力供給システム１における電力の供給態様の概略について説明する。

まず、図２を用いて、通常時（停電が発生していない時）における電力供給システム１における電力の供給態様の概略について説明する。

通常時においては、出力切替盤２３の第一スイッチ３５がＯＮに切り替えられ、第二スイッチ３６がＯＦＦに切り替えられる。また、第一スイッチ部２４がＯＮに切り替えられる。

こうして、通常時においては、商用電源２からの電力が第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給される。また、蓄電池１５から放電された電力が、第四電力経路１９を介してパワコン１７から出力され、第三電力経路１８及び第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給される。また、太陽電池１６で発電された電力が、第五電力経路２０及び第四電力経路１９を介してパワコン１７から出力され、第三電力経路１８及び第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給される。また、燃料電池１３で発電された電力が、第二電力経路１４を介して連携分電盤１１に供給される。

なお、通常時においては、商用電源２からの電力は、第一電力経路１２及び第三電力経路１８を介してパワコン１７に供給され、当該パワコン１７により第四電力経路１９を介して蓄電池１５に充電されてもよい（不図示）。

次に、図３を用いて、停電時における電力供給システム１における電力の供給態様の概略について説明する。

停電時においては、出力切替盤２３の第一スイッチ３５がＯＦＦに切り替えられ、第二スイッチ３６がＯＮに切り替えられる。また、第一スイッチ部２４がＯＦＦに切り替えられる。

こうして、停電時においては、蓄電池１５から放電された電力が、第四電力経路１９を介してパワコン１７から出力され、変圧器２２、第六電力経路２１及び第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給される。また、燃料電池１３で発電された電力が、第二電力経路１４を介して連携分電盤１１に供給される。なお、太陽電池１６で発電された電力が、第五電力経路２０及び第四電力経路１９を介してパワコン１７から出力され、変圧器２２、第六電力経路２１及び第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給されてもよい。

以下では、図４を用いて、連携分電盤１１の構成について詳細に説明する。

ここで、図４においては、商用電源２から住宅内に引き込まれる電力は、単相三線式の配電方式により連携分電盤１１に供給されるものとして、図示している。具体的には、連携分電盤１１と商用電源２とを接続する第一電力経路１２は、中性相と、一対の電圧相と、により構成される。また、連携分電盤１１と燃料電池１３とを接続する第二電力経路１４は、２つの電路により構成される。

また、本実施形態において負荷とは、住宅内の各電化製品を総括したものであり、連携分電盤１１から分配された電力を受けて動作するものを指している。前記負荷は、一般負荷３と、自立負荷４と、に区分される。

一般負荷３とは、停電時において電力を供給する必要性が低いものである。例えば、一般負荷３には、住宅のリビング以外の部屋の照明等が想定される。これに対して、自立負荷４とは、停電時において電力を供給する必要性が高いものである。例えば、自立負荷４には、住宅のリビングの照明や、冷蔵庫等が想定される。図４に示すように、一般負荷３は、自立負荷４よりも下流側に配置される。なお、自立負荷４とは、本発明に係る重要負荷の一実施形態である。

なお、住宅内に備えられた電化製品に関する情報、すなわち住宅の各部屋のコンセント等に接続された電化製品に関する情報は、制御装置２５に予め記憶されている。

こうして、連携分電盤１１は、供給されてくる電力を、負荷としての自立負荷４及び一般負荷３へと分配することができる。図４に示すように、連携分電盤１１は、主として自立回路部６１、自立負荷用開閉器６２、一般回路部６３、一般負荷用開閉器６４、第一開閉器６５及び第二開閉器６６を具備する。

自立回路部６１は、連携分電盤１１に供給された電力を、前記負荷のうち自立負荷４に分配するための分岐回路である。自立回路部６１は、所定の電力経路を介して第一電力経路１２に接続される。こうして、第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給された電力は、まず自立回路部６１に供給される。自立回路部６１には、自立負荷４ａから４ｈが接続されている。

なお、自立回路部６１は、第二電力経路１４等を介して燃料電池１３と接続される。こうして、燃料電池１３で発電された電力は、自立回路部６１に供給され、当該自立回路部６１で自立負荷４ａから４ｈへと分配することができる。

自立負荷用開閉器６２は、自立回路部６１と自立負荷４ａから４ｈとを接続する電力経路に設けられる。自立負荷用開閉器６２は、自立回路部６１から自立負荷４ａから４ｈに供給される電力の流通を遮断可能に構成される。自立負荷用開閉器６２の動作は、制御装置２５により制御される。

一般回路部６３は、連携分電盤１１に供給された電力を、前記負荷のうち一般負荷３に分配するための分岐回路である。一般回路部６３は、所定の電力経路を介して自立回路部６１に接続される。すなわち、第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給された電力は、自立回路部６１を介して一般回路部６３に供給される。一般回路部６３には、一般負荷３ａから３ｈが接続されている。

一般負荷用開閉器６４は、一般回路部６３と一般負荷３ａから３ｈとを接続する電力経路に設けられる。一般負荷用開閉器６４は、一般回路部６３から一般負荷３ａから３ｈに供給される電力の流通を遮断可能に構成される。一般負荷用開閉器６４の動作は、制御装置２５により制御される。

第一開閉器６５は、自立回路部６１と第一電力経路１２とを接続する電力経路の中途部に設けられる。第一開閉器６５は、過電流や漏電等が検出された場合に、第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給される電力の流通を遮断可能に構成される。第一開閉器６５の動作は、制御装置２５により制御される。

第二開閉器６６は、自立回路部６１と一般回路部６３とを接続する電力経路の中途部に設けられる。第二開閉器６６は、自立回路部６１を介して一般回路部６３に供給される電力の流通を遮断可能に構成される。第二開閉器６６の動作は、制御装置２５により制御される。

以下では、連携分電盤１１において、負荷へと電力を分配する態様（以下では単に「電力の分配態様」と称する）について詳細に説明する。

なお、以下では説明の便宜上、負荷（自立負荷４ａから４ｈ、及び一般負荷３ａから３ｈ）としての電化製品が、待機（稼動可能な状態であって特定の動作を行っていない）状態である場合には、電力が供給されておらず、使用（特定の動作を行っている）状態である場合には、電力が供給されているものとする。

まず、図５を用いて、通常時における電力の分配態様について説明する。

図５に示すように、商用電源２からの電力が第一電力経路１２を介して連携分電盤１１に供給されると、当該電力が第一開閉器６５を介して自立回路部６１に供給される。また、燃料電池１３で発電された電力が第二電力経路１４を介して連携分電盤１１に供給されると、当該電力が自立回路部６１に供給される。こうして、自立回路部６１には、商用電源２及び燃料電池１３からの電力が供給される。

自立回路部６１に供給された電力は、当該自立回路部６１により分配され、自立負荷４ａから４ｈのうち使用状態である自立負荷（本実施形態においては、自立負荷４ａ及び４ｂ）に供給される。

このように、通常時において、使用状態である自立負荷４ａ及び４ｂは、商用電源２や燃料電池１３から供給された電力によって当該使用状態を維持することができる。

また、自立回路部６１に供給された電力は、一般回路部６３に接続された一般負荷３ａから３ｈのうち使用状態である一般負荷（本実施形態においては、一般負荷３ａから３ｄ）の要求（消費電力）に応じて、第二開閉器６６を介して当該一般回路部６３に供給される。こうして、一般回路部６３には、商用電源２及び燃料電池１３からの電力が、自立回路部６１を介して供給される。

一般回路部６３に供給された電力は、当該一般回路部６３により分配され、使用状態である一般負荷３ａから３ｄに供給される。

このように、通常時において、使用状態である一般負荷３ａから３ｄは、自立回路部６１を介して商用電源２や燃料電池１３から供給された電力によって当該使用状態を維持することができる。

以上のように、通常時における電力の分配態様においては、商用電源２や燃料電池１３から供給された電力によって、使用状態である全ての負荷（自立負荷４ａ及び４ｂ、並びに一般負荷３ａから３ｄ）の使用状態が維持される。こうして、住宅の居住者は、通常時においては、例えば住宅のリビングの照明や冷蔵庫（自立負荷４）を使用したり、住宅のリビング以外の照明（一般負荷３）を使用したりすることができる。

次に、図６を用いて、停電時における電力の分配態様（第一態様）について説明する。

図６に示すように、停電が発生した場合、商用電源２から電力が供給不能となり、蓄電池１５から放電された電力が自立運転モードのパワコン１７から出力され、第一電力経路１２等を介して連携分電盤１１に供給される。また、制御装置２５により第二開閉器６６が制御され、自立回路部６１を介して一般回路部６３に供給される電力の流通が遮断される。

このような停電時において、蓄電池１５からの電力が第一電力経路１２等を介して連携分電盤１１に供給されると、当該電力が第一開閉器６５を介して自立回路部６１に供給される。また、燃料電池１３で発電された電力が第二電力経路１４を介して連携分電盤１１に供給されると、当該電力が自立回路部６１に供給される。こうして、自立回路部６１には、蓄電池１５及び燃料電池１３からの電力が供給される。

自立回路部６１に供給された電力は、当該自立回路部６１により分配され、使用状態である自立負荷４ａ及び４ｂに供給される。

このように、停電時において、使用状態である自立負荷４ａ及び４ｂは、蓄電池１５や燃料電池１３から供給された電力によって当該使用状態を維持することができる。

なお、自立回路部６１に供給された電力は、第二開閉器６６によって電力の流通が遮断されているため、一般回路部６３に接続された使用状態である一般負荷３ａから３ｄの要求にもかかわらず、一般回路部６３に供給されない。すなわち、一般負荷３ａから３ｄは使用状態を維持できず、特定の動作が停止される。

ここで、停電時における蓄電池１５及び燃料電池１３からの電力量は、通常時における商用電源２等からの電力量とは異なり、使用可能な量が少ない。これに対して、電力供給システム１においては、停電時において、蓄電池１５及び燃料電池１３からの電力を一般負荷３ａから３ｄに供給させないことにより、使用状態である自立負荷４ａ及び４ｂの消費電力が賄えなくなるのを防止している。

以上のように、停電時における電力の分配態様（第一態様）においては、蓄電池１５及び燃料電池１３から供給された電力によって、使用状態であった全ての負荷（自立負荷４ａ及び４ｂ、並びに一般負荷３ａから３ｄ）のうち、自立負荷４ａ及び４ｂの使用状態が維持される。また、使用状態であった全ての負荷のうち、一般負荷３ａから３ｄの使用状態が維持されない。すなわち、停電時においては、一般負荷３ａから３ｄへと電力を分配するための流路が遮断されることにより、連携分電盤１１に供給された電力が、一般負荷３ａから３ｄよりも優先的に自立負荷４ａ及び４ｂに分配される。

こうして、住宅の居住者は、停電時においては、例えば住宅のリビング以外の照明（電力を供給する必要性が低い一般負荷３）を使用することができないが、住宅のリビングの照明や冷蔵庫（電力を供給する必要性が高い自立負荷４）を使用することができる。すなわち、電力を供給する必要性が低い住宅のリビング以外の照明を使用しないため、電力を供給する必要性が高い住宅のリビングの照明や冷蔵庫が使用できなくなるのを回避することができる。

なお、停電時における電力の分配態様（第一態様）においては、制御装置２５により第二開閉器６６が制御され、一般回路部６３に供給される電力の流通が遮断される構成としたが、この構成に限定されない。

例えば、制御装置２５が、蓄電池１５及び燃料電池１３から連携分電盤１１に供給可能な供給可能電力量、使用状態である自立負荷４ａ及び４ｂの消費電力量、使用状態である一般負荷３ａから３ｄの消費電力を算出すると共に、前記供給可能電力量が自立負荷４ａ及び４ｂの消費電力量と一般負荷３ａから３ｄの消費電力との和よりも大きいと判定した場合（すなわち、前記供給可能電力量に余剰が生じると判定した場合）には、一般回路部６３に供給される電力の流通を遮断しない構成としてもよい。このように、停電が発生した場合であっても、住宅の居住者等が設定した任意の条件を具備した場合に、一般回路部６３に供給される電力の流通を遮断しない構成としてもよい。

次に、図７及び図８を用いて、停電時における電力の分配態様（第二態様）について説明する。

第二態様において、第一態様と異なる点は、制御装置２５により一般負荷用開閉器６４が制御され、一般回路部６３から一般負荷３ａから３ｈに供給される電力の流通が遮断される点である。

図７に示すように、自立回路部６１に供給された電力は、第二開閉器６６を介して一般回路部６３に流通可能である。しかしながら、一般回路部６３から一般負荷３ａから３ｄへと電力が流通不能な状態となっている。したがって、自立回路部６１に供給された電力が一般回路部６３に供給されたとしても、当該電力は一般負荷３ａから３ｄに分配されない。すなわち、一般負荷３ａから３ｄは使用状態を維持できず、特定の動作が停止される。

このような状態において、制御装置２５は、蓄電池１５及び燃料電池１３から連携分電盤１１に供給可能な供給可能電力量、使用状態である自立負荷４ａ及び４ｂの消費電力量、使用状態であった一般負荷３ａから３ｄのそれぞれの消費電力を算出する。そして、制御装置２５は、算出した結果に基づいて、使用状態であった一般負荷３ａから３ｄのうち、電力を供給して再び使用状態とした場合であっても自立負荷４ａ及び４ｂへの電力の供給が妨げられない一般負荷（本実施形態においては、一般負荷３ａ及び３ｂ）を選出する。

そして、図８に示すように、制御装置２５は、一般負荷３ａ及び３ｂと一般回路部６３とを接続する電力経路に設けられる一般負荷用開閉器６４を制御し、当該一般回路部６３から一般負荷３ａ及び３ｂへと電力が流通可能な状態とする。

これによって、自立回路部６１に供給された電力は、一般回路部６３に接続された一般負荷３ａ及び３ｂの要求（消費電力）に応じて、第二開閉器６６を介して当該一般回路部６３に供給される。こうして、一般回路部６３には、蓄電池１５及び燃料電池１３からの電力が、自立回路部６１を介して供給される。一般回路部６３に供給された電力は、当該一般回路部６３により分配され、一般負荷３ａ及び３ｂに供給される。すなわち、一般負荷３ａ及び３ｂは、電力の供給によって再び使用状態となる。

以上のように、停電時における電力の分配態様（第二態様）においては、蓄電池１５及び燃料電池１３から供給された電力によって、使用状態であった全ての負荷（自立負荷４ａ及び４ｂ、並びに一般負荷３ａから３ｄ）のうち、まず自立負荷４ａ及び４ｂの使用状態が維持される。そして、使用状態であった全ての負荷のうち、一般負荷３ａから３ｄの使用状態が一旦解消される。そして、自立負荷４ａ及び４ｂの使用状態が妨げられない範囲で、一般負荷（本実施形態においては、一般負荷３ａ及び３ｂ）が再び使用状態となる。こうして、住宅の居住者は、停電時においては、例えば住宅のリビングの照明や冷蔵庫（電力を供給する必要性が高い自立負荷４）の使用をまず確保したうえで、住宅のリビング以外の照明等（電力を供給する必要性が低い一般負荷３）を使用することができる。

なお、停電時における電力の分配態様（第二態様）においては、自立負荷（本実施形態においては、自立負荷４ａ及び４ｂ）への電力の供給が妨げられない一般負荷（本実施形態においては、一般負荷３ａ及び３ｂ）が選出される構成であるが、当該選出に対して自立負荷の優先順位を考慮する構成としてもよい。なお、本実施形態において優先順位は、住宅の居住者等が任意に設定することができる。

例えば、一般負荷３ａ及び３ｂの合計の消費電力量が、一般負荷３ｃの消費電力量と同一である場合であって、且つ一般負荷３ｃの優先順位が一般負荷３ａ及び３ｂよりも高い場合には、一般負荷３ａ及び３ｂ（すなわち、２つの一般負荷３）ではなく、一般負荷３ｃ（すなわち１つの一般負荷３）を再び使用状態とする。こうして、住宅の居住者は、停電時においては、例えば住宅のリビングの照明や冷蔵庫（電力を供給する必要性が高い一般負荷３）の使用をまず確保したうえで、住宅のリビング以外の照明等（電力を供給する必要性が低い一般負荷３）のうち、優先順位が高いものを使用することができる。なお、前記優先順位は、制御装置２５に予め記憶されている。

また、優先順位は、一般負荷３ａから３ｈだけでなく、電力を供給する必要性が高い自立負荷４ａから４ｈに対して設定される構成としてもよい。

例えば停電時において、自立負荷４ａ及び４ｂが使用状態である場合であって、且つ自立負荷４ａの優先順位が自立負荷４ｂの優先順位よりも高い場合に、蓄電池１５の充電電力量が減少したならば、自立負荷４ｂと自立回路部６１とを接続する電力経路に設けられる自立負荷用開閉器６２を制御し、当該自立回路部６１から自立負荷４ｂへと供給される電力の流通を遮断することができる。すなわち、住宅の居住者は、停電時においては、例えば住宅のリビングの照明や冷蔵庫（電力を供給する必要性が高い自立負荷４）のうち、最も重要な電化製品（自立負荷４）の使用をまず確保したうえで、その他の電化製品（自立負荷４）を使用することができる。

以上のように、本発明に係る電力供給システムの第一実施形態である電力供給システム１においては、
負荷へと電力を分配する連携分電盤１１と、
商用電源２からの電力を充放電可能であって、前記商用電源２から電力が供給不能な停電時に前記商用電源２から解列され、放電した電力を前記連携分電盤１１に供給可能な蓄電池１５と、
前記蓄電池１５の充放電を制御する制御装置２５と、
を具備する電力供給システムであって、
前記負荷は、自立負荷４（重要負荷）と、前記自立負荷４よりも下流側に配置される一般負荷３と、を含み、
前記制御装置２５は、
前記停電時以外の通常時において、前記連携分電盤１１に供給された電力を、前記連携分電盤１１により前記自立負荷４及び前記一般負荷３に分配し、
前記停電時において、前記一般負荷３へと電力を分配するための流路を遮断することにより、前記連携分電盤１１に供給された電力を、前記一般負荷３よりも優先的に前記自立負荷４に分配するものである。

このような構成により、停電時において、蓄電池１５から放電される電力を、より適切に負荷（一般負荷３及び自立負荷４）へと供給することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記連携分電盤１１は、前記自立負荷４に電力を分配するための自立回路部６１（重要回路部）と、前記自立回路部６１よりも下流側に設けられて前記一般負荷３に電力を分配するための一般回路部６３と、を含み、
前記自立回路部６１と前記一般回路部６３との間に設けられ、前記制御装置２５の制御により電力流通の可否を切り替え可能な第二開閉器６６をさらに具備し、
前記制御装置２５は、
前記通常時において、前記第二開閉器６６を電力流通可能に切り替え、
前記停電時において、前記第二開閉器６６を電力流通不能に切り替えるものである。

このような構成により、自立負荷４に、一般負荷３よりも優先的に電力を供給することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記制御装置２５は、
前記停電時において、前記自立負荷４の消費電力量と、前記一般負荷３の消費電力量と、前記自立回路部６１に供給可能な供給可能電力量と、を算出可能であり、
前記自立負荷４の消費電力量に対して前記供給可能電力量が余剰する場合には、
前記第二開閉器６６を電力流通可能に切り替えて、余剰した電力を前記自立回路部６１から前記一般回路部６３に供給して前記一般回路部６３により前記一般負荷３に分配可能であるものである。

このような構成により、余剰した電力を一般負荷３に供給することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記一般負荷３は、複数設けられると共に、それぞれに優先順位が設定され、
前記制御装置２５は、
前記余剰した電力を前記一般負荷３に分配する場合に、複数の前記一般負荷３のうち前記優先順位が高い一般負荷３から優先的に前記余剰した電力を分配するものである。

このような構成により、余剰した電力を複数の一般負荷３のうち優先順位が高い一般負荷３に供給することができる。

また、電力供給システム１においては、
発電可能な燃料電池１３をさらに具備し、
前記燃料電池１３は、
前記自立回路部６１と前記一般回路部６３とのうち、前記自立回路部６１に優先的に電力を供給可能に設けられるものである。

このような構成により、燃料電池１３で発電される電力を、より適切に負荷（一般負荷３及び自立負荷４）へと供給することができる。

以下では、図９を用いて、本発明に係る電力供給システムの第二実施形態である電力供給システム１０１の構成について説明する。

第二実施形態において、第一実施形態と異なる点は、連携分電盤１１ではなく、一般分電盤８１を具備する点である。

一般分電盤８１は、連携分電盤１１とは異なり、供給されてくる電力を自立負荷４及び一般負荷３を区別することなく、全ての負荷に平等に分配するものである。このような構成により、一般分電盤８１に供給された電力を、全ての負荷に平等に供給することができる。

なお、このような構成においては、停電時において、負荷の消費電力量が一般分電盤８１に供給される電力量よりも大きくなり、負荷への電力供給が遮断される可能性がある。したがって、停電時においては、制御装置２５によって、負荷の消費電力量及び一般分電盤８１に供給される電力量を監視し、当該負荷の消費電力が一般分電盤８１に供給される電力量よりも大きくなると判定した場合には、当該判定した結果を住宅の居住者に報知するように構成される。

以下では、図１０を用いて、本発明に係る電力供給システムの第三実施形態である電力供給システム２０１の構成について説明する。

第三実施形態において、第一実施形態と異なる点は、連携分電盤１１の自立回路部６１に相当する回路部を有する分電盤（以下では「自立分電盤９１」と称する）と、連携分電盤１１の一般回路部６３に相当する回路部を有する分電盤（以下では「一般分電盤９２」と称する）と、を相互に異なる場所に設けた点である。

自立分電盤９１は、前記負荷のうち自立負荷４が接続される（不図示）分電盤である。自立分電盤９１は、第一電力経路１２の他側端部に接続される。

一般分電盤９２は、前記負荷のうち一般負荷３が接続される（不図示）分電盤である。一般分電盤９２は、電力を流通させるための経路である第八電力経路９５を介して自立分電盤９１に接続される。

また、燃料電池１３が、電力を流通させるための経路である第九電力経路９６を介して、第八電力経路９５における自立分電盤９１と一般分電盤９２との間に接続される。

また、第八電力経路９５の中途部であって、第九電力経路９６との接続部よりも一般分電盤９２側には、第二スイッチ部９７が配置される。第二スイッチ部９７は、電力の流通の可否を切り替えるものである。第二スイッチ部９７がＯＮに切り替えられた場合、電力が当該第二スイッチ部９７を流通可能となる。また、第二スイッチ部９７がＯＦＦに切り替えられた場合、電力が当該第二スイッチ部９７を流通不能となる。

まず、図１１を用いて、電力供給システム２０１の通常時における電力の供給態様について説明する。

図１１に示すように、商用電源２や蓄電池１５等からの電力が第一電力経路１２を介して自立分電盤９１に供給される。こうして、自立分電盤９１に供給された電力は、当該自立分電盤９１により分配され、自立負荷４に供給される（不図示）。

また、通常時において第二スイッチ部９７はＯＮに切り替えられる。こうして、自立分電盤９１に供給された電力は、一般分電盤９２に接続された一般負荷３の要求（消費電力）に応じて、当該一般分電盤９２に供給される。また、燃料電池１３で発電された電力は、第八電力経路９５を介して一般分電盤９２に供給される。こうして、一般分電盤９２に供給された電力は、当該一般分電盤９２により分配され、一般負荷３に供給される（不図示）。

このように、通常時において、商用電源２や燃料電池１３等からの電力が自立負荷４に供給され、例えば住宅のリビングの照明や冷蔵庫（自立負荷４）を使用することができる。また、燃料電池１３や、商用電源２及び燃料電池１３等からの電力が一般分電盤９２に供給され、例えば住宅のリビング以外の照明（一般負荷３）を使用することができる。

次に、図１２を用いて、電力供給システム２０１の停電時における電力の供給態様について説明する。

図１２に示すように、停電が発生した場合、商用電源２から電力が供給不能となり、蓄電池１５から放電された電力が自立運転モードのパワコン１７から出力され、第一電力経路１２等を介して自立分電盤９１に供給される。また、制御装置２５により第二スイッチ部９７が制御され、一般分電盤９２への電力の流通が遮断される。

このように、停電時には、蓄電池１５からの電力が第一電力経路１２等を介して自立分電盤９１に供給される。また、一般分電盤９２への電力の流通が遮断された状態であるため、燃料電池１３で発電された電力の全てが、自立分電盤９１に供給される。こうして、自立分電盤９１に供給された電力は、当該自立分電盤９１により分配され、自立負荷４に供給される（不図示）。これに対して、一般分電盤９２に電力が供給されないため、一般負荷３に電力が供給されない。

以上のように、電力供給システム２０１の停電時における電力の供給態様においては、蓄電池１５及び燃料電池１３からの電力が自立負荷４に供給され、住宅の居住者は、例えば住宅のリビングの照明や冷蔵庫（電力を供給する必要性が高い自立負荷４）を使用することができる。すなわち、電力を供給する必要性が低い住宅のリビング以外の照明（電力を供給する必要性が低い一般負荷３）を使用することによって電力が不足し、電力を供給する必要性が高い住宅のリビングの照明や冷蔵庫が使用できなくなるのを回避することができる。

なお、図１３に示すように、電力供給システム２０１においては、第二蓄電池１１５を具備する構成としてもよい。第二蓄電池１１５は、電力を充放電可能に構成されるものである。第二蓄電池１１５は、リチウムイオン電池等により構成される。第二蓄電池１１５は、自立分電盤９１と所定の電力経路を介して接続される。また、第二蓄電池１１５は、第八電力経路９５の中途部であって、第二スイッチ部９７よりも一般分電盤９２側に所定の電力経路を介して接続される。

第二蓄電池１１５は、自立分電盤９１から分配された電力を充電することができる。また、第二蓄電池１１５は、電力を放電して一般分電盤９２に供給することができる。このような構成により、停電時に第二蓄電池１１５に充電された電力を一般分電盤９２に供給し、例えば住宅のリビング以外の照明（一般負荷３）を使用することができる。

なお、本実施形態において電力供給システム１・１０１・２０１は住宅に設けられているが、本発明に係る電力供給システムは、住宅だけでなく、店舗やオフィスビル、マンション等、種々の建築物に採用することができる。

また、本発明に係る制御装置は、住宅等に設けられたＨＥＭＳに限定するものではなく、例えば図示せぬホームサーバ等の制御手段や、スイッチ部、蓄電池１５の制御部、燃料電池１３の制御部等により構成されるものでもよい。

また、本発明に係る燃料電池は、燃料電池１３（ＳＯＦＣ）に限定するものではなく、例えば、ＰＥＦＣ（固体高分子形燃料電池）等、種々の方式のものを用いることが可能である。

１ 電力供給システム
３ 一般負荷
４ 自立負荷
１１ 連携分電盤
２５ 制御装置

Claims (5)

1. 負荷へと電力を分配する分電盤と、
   商用電源からの電力を充放電可能であって、前記商用電源から電力が供給不能な停電時に前記商用電源から解列され、放電した電力を前記分電盤に供給可能な蓄電池と、
   前記蓄電池の充放電を制御する制御装置と、
   を具備する電力供給システムであって、
   前記負荷は、重要負荷と、前記重要負荷よりも下流側に配置される一般負荷と、を含み、
   前記制御装置は、
   前記停電時以外の通常時において、前記分電盤に供給された電力を、前記分電盤により前記重要負荷及び前記一般負荷に分配し、
   前記停電時において、前記一般負荷へと電力を分配するための流路を遮断することにより、前記分電盤に供給された電力を、前記一般負荷よりも優先的に前記重要負荷に分配する、
   ことを特徴とする電力供給システム。
2. 前記分電盤は、前記重要負荷に電力を分配するための重要回路部と、前記重要回路部よりも下流側に設けられて前記一般負荷に電力を分配するための一般回路部と、を含み、
   前記重要回路部と前記一般回路部との間に設けられ、前記制御装置の制御により電力流通の可否を切り替え可能な切替部をさらに具備し、
   前記制御装置は、
   前記通常時において、前記切替部を電力流通可能に切り替え、
   前記停電時において、前記切替部を電力流通不能に切り替える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記制御装置は、
   前記停電時において、前記重要負荷の消費電力量と、前記一般負荷の消費電力量と、前記重要回路部に供給可能な供給可能電力量と、を算出可能であり、
   前記重要負荷の消費電力量に対して前記供給可能電力量が余剰する場合には、
   前記切替部を電力流通可能に切り替えて、余剰した電力を前記重要回路部から前記一般回路部に供給して前記一般回路部により前記一般負荷に分配可能である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
4. 前記一般負荷は、複数設けられると共に、それぞれに優先順位が設定され、
   前記制御装置は、
   前記余剰した電力を前記一般負荷に分配する場合に、複数の前記一般負荷のうち前記優先順位が高い一般負荷から優先的に前記余剰した電力を分配する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までに記載の電力供給システム。
5. 発電可能な燃料電池をさらに具備し、
   前記燃料電池は、
   前記重要回路部と前記一般回路部とのうち、前記重要回路部に優先的に電力を供給可能に設けられる、
   ことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

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