JP2018017054A - 建物ユニット、建物及び電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統からの電力供給が停止した場合に、バックアップ電源による電力の消費を抑えつつ、建設場所での複雑な配線工事を伴うことなく建物内の特定の場所又は特定の電力負荷に電力を供給することができる建物ユニット及び電力供給システム等を提供する。【解決手段】建物ユニット１は、建物２の一部を構成し、かつ、建設場所以外で予め組み立てられており、建設場所以外で予め設置された設備を有する。建物ユニット１及び電力供給システム１００では、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合、建物２の建設場所に設置されるバックアップ電源から建物ユニット１に電力が供給される。【選択図】図６

Description

本発明は、建物ユニット、建物ユニットを備える建物、及び、建物ユニットを備える建物に係る電力供給システムに関する。

近年、発電装置等の分散型電源及び蓄電装置を用いた電力供給システムが提案されている（例えば特許文献１）。発電装置としては、太陽電池又は燃料電池等が知られている。また、蓄電装置としては、蓄電池等が知られている。また、発電装置及び蓄電装置は、創蓄連携システムを構築する。

このような発電装置及び蓄電装置は、例えば需要家（電力消費家）の建物又は建物の敷地内に設置される。需要家の発電装置で生成された電力は、建物内の電力負荷（電気機器等）で消費されたり、蓄電装置に蓄えられたりする。これにより、発電装置で生成する電力と電力系統から供給される電力と蓄電装置で蓄えられた蓄電電力とを組み合わせて、需要家の電力負荷で消費される電力を効率良くまかなうことができる。

また、このような電力供給システムを用いることで、災害や計画等によって電力系統から需要家への電力供給が停止（停電）した場合、自立運転を行うことができる。例えば、停電が発生した場合、蓄電装置で蓄えられた電力又は発電装置で生成する電力を電力負荷に供給する。これにより、停電時でも建物内の電力負荷への給電を行うことができる。つまり、分散型電源等の発電装置及び蓄電装置は、需要家のバックアップ電源として利用することができる。

特開２０１４−１９７９５５号公報

しかしながら、停電時に建物の全ての電力負荷を発電装置の発電電力でまかなうことは困難である。また、停電時に建物の全ての電力負荷を蓄電装置の蓄電電力でまかなうと、蓄電装置の残容量が短時間で激減することになり、停電が長時間続いた場合に、ユーザにとって優先順位の高い電力負荷への給電を行うことができなくなるおそれがある。

一方、建物の電力負荷は多岐にわたり、また、電力負荷の中にはユーザがあまり意識せずに電力が消費されるものもあることから、停電が発生した場合に、どの電力負荷に優先的に電力を割り当てるべきかを適切に判断することは難しい。また、建物を建設する前では電化製品等の電力負荷の配置が決まっていないこともあるので、建物を建設するときに停電時のことまでを考慮して電源コンセント等の配線工事を予め行うことも難しい。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、電力系統からの電力供給が停止した場合に、バックアップ電源による電力の消費を抑えつつ、建設場所での複雑な配線工事を伴うことなく建物内の特定の場所又は特定の電力負荷に電力を供給することができる建物ユニット及び電力供給システム等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、本発明に係る建物ユニットの一態様は、建物の一部を構成し、かつ、建設場所以外で予め組み立てられた建物ユニットであって、前記建設場所以外で予め設置された設備を有し、電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合、前記建物の建設場所に設置されるバックアップ電源から前記建物ユニットに電力が供給される。

また、本発明に係る建物の一態様は、前記建設場所に設置された上記の建物ユニットと、前記建物ユニットをコアとして前記建設場所で建築された建築構造体とを備える。

また、本発明に係る電力供給システムの一態様は、建物の一部を構成し、かつ、建設場所以外で予め組み立てられた建物ユニットを有する建物と、バックアップ電源と、前記バックアップ電源の電力の供給先を制御する制御部とを有し、前記建物ユニットは、前記建設場所以外で予め設置された設備と、電力負荷とを有し、前記制御部は、電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合、前記バックアップ電源から前記電力負荷に電力を供給する。

本発明によれば、電力系統からの電力供給が停止した場合に、バックアップ電源による電力の消費を抑えつつ、建設場所での複雑な配線工事を伴うことなく建物の特定の機器又は部屋に電力を供給することができる。

実施の形態に係る建物ユニットの外観を模式的に示す斜視図である。 実施の形態に係る建物の外観を模式的に示す斜視図である。 実施の形態に係る建物ユニットにおける第一分割ユニットを水平方向に切断したときの断面図である。 実施の形態に係る建物ユニットにおける第二分割ユニットを水平方向に切断したときの断面図である。 実施の形態に係る建物の施工方法において、基礎に第一分割ユニットを設置するときの工程を示す図である。 実施の形態に係る建物の施工方法において、第二分割ユニットを設置するときの工程を示す図である。 実施の形態に係る建物の施工方法において、建物の一階部分の建築構造体を建築するときの工程を示す図である。 実施の形態に係る建物の施工方法において、建物の二階部分の建築構造体を建築するときの工程を示す図である。 実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。 変形例に係る電力供給システムの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置や接続形態、組み立てや製造のステップ（工程）、又は、ステップの順序等は、一例であって本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
［建物ユニット、建物］
実施の形態に係る建物ユニット１及び建物２の構成について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る建物ユニット１の外観を模式的に示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る建物２の外観を模式的に示す斜視図である。図３は、同建物ユニット１における第一分割ユニット１０を水平方向に切断したときの断面図であり、図４は、同建物ユニット１における第二分割ユニット２０を水平方向に切断したときの断面図である。

図１及び図２に示すように、建物ユニット１は、建物２の一部を構成する建物ユニット１は、建物２を建設する建設場所（建築場所）以外の場所で予め組み立てられる。例えば、建物ユニット１は、工場等で予め組み立てられる。

建物２は、例えば、住宅敷地内に建築された一般住宅である。建物２は、建物ユニット１と、建物ユニット１をコアとして建設場所で建築された建築構造体とを備える。このような建物ユニット１は、建物２を建設する際のコアとなるコアユニットとも呼ばれる。

建物ユニット１を用いて建物２を建設する際、建物ユニット１を建設場所に運搬して設置し、設置された建物ユニット１をコアとして建築構造体を建築していく。建築構造体は、在来工法で施工される。つまり、建物ユニット１以外は、在来工法で施工される。

建物２は、例えば木造であるが、鉄骨造等の非木造であってもよい。また、建物２は、例えば住宅であるが、店舗、工場又は倉庫等の非住宅であってもよい。また、建物２は、例えば二階建てであるが、三階建て以上であってもよいし、一階建てであってもよい。なお、建物２は、地階を有していてもよい。

建物ユニット１は、住宅に必要な水廻り設備及び電気設備等の各種設備が集約されたコアユニットである。例えば水廻り設備の多くを建物ユニット１に集約することにより、小型の住宅においても広い居住空間を確保することができる。

建物ユニット１は、１つ以上の分割ユニット１ａ（単位ユニット）によって構成されている。建物ユニット１が二階建て以上の住宅の一部を構成する場合、建物ユニット１は、積み上げられた複数の分割ユニット１ａによって構成されている。

複数の分割ユニット１ａは、建物２の複数階の各々を構成している。本実施の形態において、建物ユニット１は、建物２の一階に対応する第一分割ユニット１０（第一ユニット）と、建物２の二階に対応する第二分割ユニット２０（第二ユニット）とを有する。すなわち、建物ユニット１は、分割ユニット１ａとして第一分割ユニット１０（第一ユニット）及び第二分割ユニット２０（第二ユニット）を有する。

各分割ユニット１ａは、工場等の建物２の建設場所以外の場所で予め組み立てられる。つまり、第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０は、工場等で各種設備が予め組み込まれた工業化ユニットである。分割ユニット１ａを工場で生産することで、高品質かつ高機能な分割ユニット１ａを製造することができるとともに、建設場所での工期の短縮化を図ることができる。

工場で組み立てられた第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０はそれぞれ、トラック又はトレーラー等の運搬車両によって建設場所に運搬される。運搬された第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０は、建設場所で積み重ねて設置され、互いに連結及び固定される。

この場合、図１に示すように、第一分割ユニット１０は、建設場所で作られた基礎３に配置されて固定される。基礎３は、例えば、鉄筋コンクリート製の布基礎又はべた基礎である。基礎３には、複数本のアンカーボルト（図示せず）が埋め込まれている。アンカーボルトと第一分割ユニット１０の柱部分の底部に設けられた柱脚金具１１とを締結することで、第一分割ユニット１０が基礎３に固定される。第二分割ユニット２０は、基礎３に固定された第一分割ユニット１０の上に設置されて、第一分割ユニット１０に連結及び固定される。

なお、トラックの高さ制限を満たす場合あるいはトラックの高さ制限が存在しない場合には、第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０は、工場等で互いに連結された状態で建設場所に運搬されてもよい。

第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０はそれぞれ、例えば、木造軸組工法による軸組構造体としての建築構造体を備える。第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０における建築構造体は、工場等で予め組み立てられる。

図１及び図３に示すように、第一分割ユニット１０は、建築構造体として、矩形枠状の土台１２、土台１２上に建てられる複数の柱１３、柱１３間にわたって架け渡される面材１４（壁材）、及び、柱１３間に配置される間柱１５等を有する。なお、柱１３の底部には、柱１３と土台１２と大引きとを互いに連結する柱脚金具１１が取り付けられる。

図１及び図４に示すように、第二分割ユニット２０は、建築構造体として、床側横架材２２、複数の柱２３、柱２３間にわたって架け渡される面材２４（壁材）、柱２３間に配置される間柱２５、及び、柱２３の上部に配置される天井側横架材２６等を有する。

図３及び図４に示すように、建物ユニット１は、設備を備える。設備は、建物ユニット１に、建設場所以外で予め設置されている。設備は、例えば、工場で建物ユニット１を組み立てる際に建物ユニット１に組み込まれる。設備は、分割ユニット１ａの少なくとも１つに設置されていればよい。設備は、例えば、水廻り設備、電気設備、空調設備等の住宅設備である。

水廻り設備は、例えば、ユニットバス（浴室）、トイレ、洗面台、システムキッチン、及び、給湯器（給湯システム）等である。なお、水廻り設備として、排水管、給水管及び給湯管等の配管等を含んでいてもよい。

電気設備は、例えば、分電盤等の電力制御機器及び電気設備等の設備を操作するための操作盤、情報盤、創蓄連携関連機器、インターホン、スイッチ、電源コンセント、及び、照明等である。なお、電気設備には、情報配線及び電気配線等の配線等を含んでもよい。

空調設備は、例えば、室内に設置されるエアコン等の空調室内機、天井裏等に設置される熱交換器、換気システム、及び、換気扇等である。なお、電気設備には、空調用のダクトを含んでもよい。

本実施の形態では、図３に示すように、第一分割ユニット１０には、水廻り設備として、トイレ３１と洗面台３２とが設置されている。また、図４に示すように、第二分割ユニット２０には、トイレ３１と洗面台３２とユニットバス３３とが設置されている。

図３に示すように、第一分割ユニット１０は、部屋４０を有する。つまり、第一分割ユニット１０には、建物ユニット１（第一分割ユニット１０）の間取りの一つとして部屋４０が設けられている。部屋４０は、例えば広さが１坪程度の空間領域である。図示しないが、建物２の建築構造体として部屋４０に隣接してキッチンルーム又はダイニングルームが存在する場合、部屋４０は、パントリとして利用することができる。この場合、部屋４０には、食品が貯蔵されたり、冷蔵庫等のキッチン用の電気機器が設置されたりしてもよい。

部屋４０には、電気設備の一例として電源コンセント３４が設けられている。電源コンセント３４は、例えば差し込みコンセントである。図３に示すように、部屋４０には、差し込みコンセントである電源コンセント３４の一例として、照明器具を設置するための引っ掛けシーリング３３ａと、電源用の壁コンセント３４ｂとが設けられている。引っ掛けシーリング３４ａは、部屋４０の天井に設けられている。壁コンセント３４ｂは、部屋４０の壁に設けられている。本実施の形態では、壁コンセント３４ｂは、部屋４０の内壁面に３つ設けられている。

このように、部屋４０には壁コンセント３４ｂが設けられているので、部屋４０には、建物２が完成した後にユーザが購入した電気機器（電力負荷）を設置することができる。例えば、部屋４０には、冷蔵庫等の家電製品を設置することができるが、その他に、インターネット接続できる情報機器が設置されていてもよい。

また、第一分割ユニット１０には、電気設備スペース３５及びパイプスペース３６が設けられている。

電気設備スペース３５は、例えば前面に開閉扉が設けられた収納スペースであり、電気設備スペース３５の中には電気設備等が収納される。ユーザは、開閉扉を開けることで、電気設備スペース３５に収納された電気設備を操作することができる。電気設備スペース３５には、例えば、分電盤等の電力制御機器、操作盤、情報盤、創蓄連携関連機器等の電気設備が収納されるが、これに限るものではない。

パイプスペース３６は、例えば壁内に埋め込まれた収納スペースである。本実施の形態において、パイプスペース３６は、洗面台３２と面材１４との間の空間を利用して設けられている。パイプスペース３６には、例えば、排水管、給水管及び給湯管等の水回り設備の各種配管、及び、ダクト等の空調換気設備の各種配管が収納されるが、電気設備の各種配線等が収納されていてもよい。

なお、本実施の形態では、第一分割ユニット１０と第二分割ユニット２０との両方が水廻り設備を備える構成を例示しているが、第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０の一方のみが水廻り設備を備えてもよい。また、第一分割ユニット１０と第二分割ユニット２０は、水廻り設備以外の設備を備えていてもよい。また、電源コンセント３４、電気設備スペース３５及びパイプスペース３６は、第一分割ユニット１０のみに設けたが、第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０の両方に設けてもよいし、第二分割ユニット２０のみに設けてもよい。

［建物の施工］
次に、建物ユニット１を用いて建設される建物２の施工方法の一例を、図５Ａ〜図５Ｄを用いて説明する。図５Ａ〜図５Ｄは、実施の形態に係る建物の施工方法における各工程を示す図である。図５Ａは、基礎３に第一分割ユニット１０を設置するときの工程を示している。図５Ｂは、第二分割ユニット２０を設置するときの工程を示している。図５Ｃは、建物２の一階部分の建築構造体を建築するときの工程を示している。図５Ｄは、建物２の二階部分の建築構造体を建築するときの工程を示している。なお、図５Ａ〜図５Ｄにおいて、第一分割ユニット１０の面材１４及び第二分割ユニット２０の面材２４は省略されている。

図５Ａに示すように、建設場所に作られた基礎３に、建物ユニット１のうちの第一分割ユニット１０を設置する。具体的には、建物２の建設場所に運搬された第一分割ユニット１０を、移動式クレーン等の吊り上げ装置によって吊り上げて、基礎３の所定の位置に移動して下ろす。このとき、第一分割ユニット１０の土台１２は、基礎３の上に載置される。

その後、基礎３から突出するアンカーボルト３ａを第一分割ユニット１０の土台の１２の柱脚金具１１に通して、アンカーボルト３ａと柱脚金具１１とをネジ留めにより締結する。これにより、第一分割ユニット１０が基礎３に固定される。

次に、図５Ｂに示すように、建物ユニット１のうちの第二分割ユニット２０を第一分割ユニット１０の上に設置する。具体的には、建物２の建設場所に運搬された第二分割ユニット２０を、移動式クレーン等の吊り上げ装置によって吊り上げて、第一分割ユニット１０の上方に移動して下ろす。このとき、第二分割ユニット２０の床側横架材２２が、第一分割ユニット１０の柱１３の上に載置される。

その後、図示しないが、連結金具を用いて床側横架材２２と柱１３とを固定する。なお、床側横架材２２は、建物２の内部に向かって突出している。

次に、図５Ｃに示すように、建物２の一階部分の建築構造体を建築する。具体的には、第二分割ユニット２０を設置した後、一階部分の横架材及び壁パネル（外壁）等の建築材を第一分割ユニット１０に組み合わせるとともに一階部分のその他の部屋や玄関等を建築した後、建物２の二階床を設置する。なお、必要に応じて、柱を設置してもよい。

次に、図５Ｄに示すように、建物２の二階部分の建築構造体を建築する。具体的には、二階床を設置した後、第二分割ユニット２０の上部に天井側横架材２６を設置し、二階部分の横架材及び壁パネル（外壁）等の建築材を第二分割ユニット２０に組み合わせるとともに二階部分のその他の部屋を建築した後、二階天井梁を設置する。なお、必要に応じて、柱を設置してもよい。

その後、図示しないが、屋根の骨組みを組み立てた後、屋根パネルを設置し、瓦又はスレート等の屋根材を敷設する。

これにより、建物２の建築構造体の建築が終了する。なお、その後、外壁の外観を形成する外壁材の施工、内装の施工、及び、電気設備の施工等が行われる。

［電力供給システム］
次に、建物ユニット１及び建物２における電力供給システム１００について、図６を用いて説明する。図６は、実施の形態に係る電力供給システム１００の構成を示す図である。

図６に示すように、本実施の形態における電力供給システム１００は、電力系統１１０と、太陽電池１２０と、蓄電池１３０と、パワーコンディショナ１４０と、分電盤１５０と、電力切替ユニット１６０と、第一電力負荷１７１と、第二電力負荷１７２と、第三電力負荷１７３とによって構成されている。

このように構成された電力供給システム１００では、災害や計画停電によって電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合に、太陽電池１２０と蓄電池１３０とを使用して自立運転を行うことができる。

電力系統１１０は、電気事業者から需要家に所定の電圧及び所定の周波数の交流電力を供給する商用電力系統ある。本実施の形態における電力系統１１０は、単相三線式あるいは三相三線式の交流電源であり、建物２に電力を供給する。

太陽電池１２０は、太陽光を受光して発電する発電装置であり、マトリクス状に配置された複数の太陽電池セルを有する。太陽電池１２０は、建物２の建設場所に設置されるバックアップ電源の一例であり、例えば、図２に示すように、建物２の屋根に設置される。本実施の形態では、太陽電池１２０は、建物ユニット１の上方の屋根に設置されている。太陽電池１２０としては、例えば最大出力が１００Ｗ〜２５０Ｗの太陽電池モジュールを用いることができる。

図６に示すように、太陽電池１２０は、電気配線によってパワーコンディショナ１４０に接続されており、太陽電池１２０で発電した直流電力はパワーコンディショナ１４０に供給される。太陽電池１２０とパワーコンディショナ１４０とで太陽光発電システムが構築される。

蓄電池１３０は、電気を蓄えることができる蓄電装置であり、電力系統１１０から供給される電力又は太陽電池１２０で発電した電力を蓄積（充電）する機能を有するとともに、その蓄積した電力を放出（放電）する機能を有する。つまり、蓄電池１３０は、充電と放電とを繰り返して行うことができる二次電池であり、例えばリチウムイオン電池又は鉛蓄電池等である。蓄電池１３０は、建物２の建設場所に設置されるバックアップ電源の一例であり、例えば、蓄電池１３０は、図２及び図３に示すように、建物２が建設された需要家の敷地に設置される。本実施の形態では、蓄電池１３０は、建物ユニット１に隣接して設置している。蓄電池１３０としては、例えば蓄電容量が５〜２０ｋＷｈのものを用いることができる。

図６に示すように、蓄電池１３０は、電気配線によってパワーコンディショナ１４０に接続されており、パワーコンディショナ１４０によって充放電制御が行われる。蓄電池１３０は、放電時に直流電力を出力する。蓄電池１３０とパワーコンディショナ１４０とで蓄電システムが構築される。

パワーコンディショナ１４０は、電力系統１１０から供給される電力及び太陽電池１２０の発電電力を用いて蓄電池１３０を充電する。また、パワーコンディショナ１４０は、蓄電池１３０に蓄えられた直流電力（蓄電電力）を交流電力に変換する。また、パワーコンディショナ１４０は、太陽電池１２０で発電した直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ１４０は、インバータ回路及びコンバータ回路等を有する。

パワーコンディショナ１４０は、変換した交流電力を、電力系統１１０が供給する商用電力に協調させる系統連系運転機能を有する。また、パワーコンディショナ１４０は、電気配線によって分電盤１５０と接続されており、パワーコンディショナ１４０から出力される交流電力は、分電盤１５０を介して、第一電力負荷１７１、第二電力負荷１７２及び第三電力負荷１７３に供給される。なお、パワーコンディショナ１４０から出力される交流電力は、電力系統１１０に逆潮流（売電）されてもよい。

パワーコンディショナ１４０は、図２及び図３に示すように、例えば、建物２が建設された需要家の敷地に設置される。本実施の形態では、パワーコンディショナ１４０は、建物ユニット１に隣接して設置している。これにより、建物ユニット１内に設置された分電盤１５０及び電力切替ユニット１６０との配線接続を容易に行うことができる。また、パワーコンディショナ１４０と蓄電池１３０とを隣接して配置することで、パワーコンディショナ１４０と蓄電池１３０との配線接続も容易に行うことができる。また、本実施の形態では、太陽電池１２０が建物ユニット１の上方の屋根に設置されているので、パワーコンディショナ１４０と太陽電池１２０との配線接続も容易に行うことができる。

分電盤１５０は、電力系統１１０と建物２の電力負荷との間の電力供給経路上に設置されている。分電盤１５０には、主電源ブレーカ及び分岐ブレーカ等が設けられており、電力系統１１０又はパワーコンディショナ１４０からの交流電力は、主電源ブレーカ及び分岐ブレーカを介して建物２内の電力負荷（第一電力負荷１７１、第二電力負荷１７２、第三電力負荷１７３）に供給される。分電盤１５０は、建物ユニット１に設置される。本実施の形態では、図３に示される第一分割ユニット１０の電気設備スペース３５に収納されている。

電力切替ユニット１６０は、建物２の電力負荷に供給する電力の出力元を切り替えるための制御機器である。本実施の形態において、電力切替ユニット１６０は、建物ユニット１における電力負荷に供給する電力の出力元を切り替える。具体的には、電力切替ユニット１６０は、電力系統１１０の状態に応じて、建物ユニット１の第一分割ユニット１０の第一電力負荷１７１に供給する電力の出力元として、電力系統１１０、太陽電池１２０及び蓄電池１３０のいずれか１つを選択する。

例えば、電力切替ユニット１６０は、電力系統１１０から建物への電力供給が行われている場合（非停電の場合）は、電力系統１１０からの電力を第一電力負荷１７１に供給し、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合（停電時の場合）は、バックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０からの電力を第一電力負荷１７１に供給するように電力供給経路を切り替える。

本実施の形態において、電力切替ユニット１６０は、電力系統１１０から建物２への電力供給が行われているか否かを検知する機能を有している。つまり、電力切替ユニット１６０は、停電が発生していない（通常）か、停電が発生しているかを判定している。

したがって、電力切替ユニット１６０が非停電であることを検知している場合は、電力切替ユニット１６０は、第一電力負荷１７１への電力供給経路を切り替えない。つまり、第一電力負荷１７１への電力供給経路は、通常時の電力系統１１０から第一電力負荷１７１への経路（第一経路）が維持される。なお、非停電時における電力系統１１０からの電力は、分電盤１５０を介して第一電力負荷１７１に供給される。

一方、電力切替ユニット１６０が停電であることを検知した場合は、電力切替ユニット１６０は、第一電力負荷１７１への電力供給経路を切り替える。具体的には、電力切替ユニット１６０は、第一電力負荷１７１への電力供給経路が通常時の電力系統１１０から第一電力負荷１７１への経路（第一経路）からバックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０から第一電力負荷１７１への経路（第二経路）に変更されるように、第一電力負荷１７１への電力供給経路を切り替える。なお、停電時における太陽電池１２０又は蓄電池１３０からの電力は、パワーコンディショナ１４０を介して第一電力負荷１７１に供給される。

このように、電力切替ユニット１６０は、バックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０の電力の供給先を制御する制御部として機能する。

第一電力負荷１７１、第二電力負荷１７２及び第三電力負荷１７３の各々は、需要家において電力を消費する一つ又は複数の負荷機器であり、供給される電力によって動作する。第一電力負荷１７１、第二電力負荷１７２及び第三電力負荷１７３は、建物２に設置される設備又は建物２内に配置される電気機器等である。

第一電力負荷１７１は、建物ユニット１の第一分割ユニット１０に配置される。一例として、第一電力負荷１７１は、トイレ３１等の水廻り設備、各種電気設備、又は、電源コンセント３４に接続される照明や電気機器である。電源コンセント３４に接続される電気機器としては、例えば、テレビ、冷蔵庫、パーソナルコンピュータ等の情報機器、又は、各種機器の充電器等である。

第一電力負荷１７１は、非停電時（通常時）には、電力系統１１０、太陽電池１２０又は蓄電池１３０から供給される交流電力によって動作し、停電時には、太陽電池１２０又は蓄電池１３０から供給される交流電力によって動作する。つまり、第一電力負荷１７１は、停電時には自立運転により動作する自立電力負荷である。第一電力負荷１７１に供給される電力の出力元は、電力系統１１０から建物２への電力供給状態に応じて、電力切替ユニット１６０によって切り替えられる。

第二電力負荷１７２は、建物ユニット１の第二分割ユニット２０に配置される。また、第三電力負荷１７３は、建物２の建物ユニット１以外の場所に配置される。第二電力負荷１７２及び第三電力負荷１７３は、第一電力負荷１７１と同様に、トイレ等の水廻り設備、各種電気設備、又は、電源コンセントに接続される照明や電気機器である。

本実施の形態において、第二電力負荷１７２及び第三電力負荷１７３は、非停電時（通常時）には、電力系統１１０、太陽電池１２０又は蓄電池１３０から供給される交流電力によって動作する。一方、第二電力負荷１７２及び第三電力負荷１７３は、停電時には、第二電力負荷１７２及び第三電力負荷１７３への電力供給が停止されるので動作しない。つまり、第二電力負荷１７２及び第三電力負荷１７３は、停電時には自立運転しない一般電力負荷である。

このように構成された電力供給システム１００では、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合（停電した場合）、バックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０から建物ユニット１に電力が供給される。本実施の形態では、停電した場合に、第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０のうち第一分割ユニット１０のみに、バックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０からの電力が供給される。

この場合、電力切替ユニット１６０によって第一分割ユニット１０に供給する電力の出力元が切り替えられることで、バックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０からの電力が第一分割ユニット１０に供給される。

具体的には、電力系統１１０から建物２への電力供給が行われている場合（非停電時の場合）は、分電盤１５０を経由して、電力系統１１０、太陽電池１２０又は蓄電池１３０からの電力が第一分割ユニット１０（第一電力負荷１７１）に供給される。

一方、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合（停電した場合）は、分電盤１５０を経由せずに、バックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０からの電力が第一分割ユニット１０（第一電力負荷１７１）に供給される。本実施の形態では、停電時には、太陽電池１２０又は蓄電池１３０からの電力は、分電盤１５０を経由することなくパワーコンディショナ１４０から直接供給される。

また、停電した場合、バックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０から第一分割ユニット１０に設けられた電源コンセント３４に電力が供給される。

なお、本実施の形態において、停電した場合は、第二分割ユニット２０の第二電力負荷１７２及び建物ユニット１以外に設置された第三電力負荷１７３に対しては、バックアップ電源（太陽電池１２０又は蓄電池１３０）の電力の供給を停止しているが、さらに、第一分割ユニット１０の設備に対してもバックアップ電源（太陽電池１２０又は蓄電池１３０）の電力の供給を停止している。具体的には、停電時には、第一分割ユニット１０のトイレ３１への電力供給を停止している。

［効果等］
本実施の形態に係る建物ユニット１は、建物２の一部を構成し、かつ、建設場所以外で予め組み立てられてたものであり、建設場所以外で予め設置された設備を有する。そして、建物ユニット１は、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合、建物２の建設場所に設置されるバックアップ電源から建物ユニット１に電力が供給される構成となっている。

また、本実施の形態に係る電力供給システム１００では、このような建物ユニット１を有する建物２と、バックアップ電源と、バックアップ電源の電力の供給先を制御する制御部とを有している。そして、制御部は、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合、バックアップ電源から建物ユニット１に電力を供給している。

バックアップ電源としては、例えば、主として蓄電池１３０が用いられるが、太陽電池１２０が用いられてもよい。

このように、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合（停電した場合）に、バックアップ電源の電力を建物ユニット１に供給することで、停電時には建物２の中の特定の場所として建物ユニット１に電力を集中させることができる。つまり、停電時には建物ユニット１のみを自立運転させて、建物ユニット１を停電時のシェルターとして機能させることができる。

さらに、停電時の電力供給先を建物ユニット１のみとすることで、停電時においてユーザにとって優先順位の高い特定の電力負荷（設備、電気製品等）を建物ユニット１に予め設置しておくことが可能となる。つまり、停電時にユーザが必要とする電力負荷を建物ユニット１に意図的に予め設置しておくことができる。これにより、停電が発生した場合に、建物ユニット１に設置された特定の電力負荷に優先的に電力を割り当てることができるので、停電時であってもユーザは自身が必要とする電力負荷を利用することができる。しかも、停電時の電力供給先を建物ユニット１のみとすることで、停電時を想定した配線工事を建物ユニット１だけに対して行っておけばよいという利点もある。

さらに、停電時の電力供給先を建物ユニット１のみとすることで、停電時においてユーザが必要とする特定の電力負荷を建物ユニット１に予め集中して設置しておくことができる。これにより、停電時に蓄電池１３０の残容量が短時間で激減することを抑制できるので、停電が長時間続いた場合でも、ユーザにとって優先順位の高い特定の電力負荷に電力を供給し続けることが可能となる。

以上、本実施の形態における建物ユニット１及び電力供給システム１００によれば、電力系統１１０からの電力供給が停止した場合に、バックアップ電源による電力の消費を抑えつつ、建設場所での複雑な配線工事を伴うことなく建物２内の特定の場所又は特定の電力負荷に電力を供給することができる。

また、本実施の形態における建物ユニット１は、さらに、建物ユニット１の電力負荷に供給する電力の出力元を切り替えるための電力切替ユニット１６０を有しており、電力切替ユニット１６０は、電力系統１１０から建物２への電力供給が行われている場合は、電力系統１１０からの電力を建物ユニット１の電力負荷に供給し、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合は、バックアップ電源からの電力を建物ユニット１の電力負荷に供給するように電力供給経路を切り替える。電力供給システム１００では、電力切替ユニット１６０は、バックアップ電源となる太陽電池１２０又は蓄電池１３０の電力の供給先を制御する制御部として機能している。

このように、建物ユニット１に電力切替ユニット１６０を設けることで、停電になった場合、建物ユニット１の電力負荷に供給する電力の出力元を、電力系統１１０からバックアップ電源に容易に切り替えることができる。

また、本実施の形態における建物ユニット１は、さらに、電力系統１１０と電力負荷との電力供給経路上に設置された分電盤１５０を有しており、電力系統１１０から建物２への電力供給が行われている場合は、分電盤１５０を経由して電力系統１１０からの電力が電力負荷に供給され、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合は、分電盤１５０を経由せずにバックアップ電源からの電力が前記電力負荷に供給される。

これにより、停電になった場合に、バックアップ電源からの電力を建物２の電力負荷に容易に供給することができる。

また、本実施の形態における建物ユニット１は、建物２の一階に対応する第一分割ユニット１０と、建物２の二階に対応する第二分割ユニット２０とを有し、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合、第一分割ユニット１０及び第二分割ユニット２０のうち第一分割ユニット１０のみにバックアップ電源の電力が供給される。

このように、停電時に第一分割ユニット１０のみにバックアップ電源の電力を供給することで、停電時には建物２の中の特定の場所としてユーザが利用しやすい一階部分に対応する第一分割ユニット１０に電力の供給を集中させることができる。つまり、停電時には第一分割ユニット１０のみを自立運転させて、第一分割ユニット１０を停電時のシェルターとして機能させることができる。

さらに、停電時の電力供給先を第一分割ユニット１０のみとすることで、停電時においてユーザが必要とする電力負荷を第一分割ユニット１０に予め設置しておくことが可能となる。これにより、停電が発生した場合に、第一分割ユニット１０に設置された特定の電力負荷に優先的に電力を割り当てることができる。

さらに、停電時の電力供給先を第一分割ユニット１０のみとすることで、停電時においてユーザが必要とする特定の電力負荷を第一分割ユニット１０に予め集中して設置しておくことができる。これにより、停電時に蓄電池１３０の残容量が短時間で激減することを一層抑制することができる。

また、本実施の形態における建物ユニット１において、第一分割ユニット１０は、電源コンセント３４が設けられた部屋４０を有し、電力系統１１０から建物ユニット１への電力供給が停止した場合、バックアップ電源から電源コンセント３４に電力が供給される。

このように、停電時にバックアップ電源から電力が供給される電源コンセント３４を設けておくことで、停電時においても電源コンセント３４を介してバックアップ電源を利用して電気機器を使用することができる。例えば、停電時に電源コンセント３４を利用してインターネット接続できる情報機器を使用することで、外部から停電原因等の情報を長期間入手し続けることが可能となる。

また、このような電源コンセント３４が設けられた部屋４０は、パントリであるとよい。

これにより、パントリに冷蔵庫を設置しておくことで、停電時でも冷蔵庫を利用し続けることが可能となる。したがって、災害等によって停電が長期化したとしても、冷蔵庫に保冷された生鮮食品等を食べることが可能となる。さらに、パントリに水や食料を貯蔵しておくことで、災害時に使用する水や食料を容易に確保することができる。

また、本実施の形態における建物ユニット１において、電源コンセント３４は、照明器具を設置するための引っ掛けシーリング３４ａである。

これにより、停電時にバックアップ電源によって引っ掛けシーリング３４ａに設置された照明器具に給電することができるので、停電時でも照明器具を点灯させることができる。したがって、停電時の明かりを容易に確保することができる。

また、本実施の形態における建物ユニット１において、電源コンセント３４は、壁に設けられた壁コンセント３４ｂであってもよい。

これにより、停電時にバックアップ電源によって壁コンセント３４ｂに給電できるので、停電時でも壁コンセント３４ｂを利用して電気機器等の電力負荷を動作させることができる。

また、本実施の形態において、建物ユニット１に設置される設備は、水廻り設備である。

このように、工場等で建物ユニット１に予め水廻り設備を設置することで、建設現場での建物２の建設期間を短縮することができる。

また、本実施の形態における建物ユニット１において、電力系統１１０から建物２への電力供給が停止した場合、バックアップ電源から建物ユニット１の設備への電力供給を停止する。

このように、停電時にバックアップ電源から建物ユニット１の設備への電力供給をあえて停止させることで、バックアップ電源の無駄な電力消費を抑えることができる。例えば、蓄電池１３０の蓄電電力の消費を抑えることができる。

この場合、バックアップ電源による給電を停止させる設備は、例えばトイレ３１であるとよい。

トイレ３１は、水を温めて温水にしたり便座を暖めたりする機能を有する等によって、ユーザが想定する以上に消費電力が大きい。したがって、停電時にバックアップ電源からトイレ３１への給電を停止することで、バックアップ電源の無駄な電力消費を抑えることができる。なお、トイレ３１は給電されなくても水洗を行うことができるので、トイレ３１に給電しなくてもユーザはトイレ３１を利用することができる。

また、本実施の形態おける建物２は、建設場所に設置された建物ユニット１と、建物ユニット１をコアとして建設場所で建築された建築構造体とを備える。

これにより、停電時にバックアップ電源によって建物ユニット１に給電を行うことができる建物２を実現することができる。

（変形例）
以上、本発明に係る建物ユニット、建物及び電力供給システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、電力供給システムとしては、図７に示すような構成であってもよい。図７は、変形例に係る電力供給システム２００の構成を示す図である。

図７に示すように、本変形例における電力供給システム２００では、太陽電池１２０及び蓄電池１３０の各々に対して専用のパワーコンディショナ１４１及び１４２が設けられている。

パワーコンディショナ１４１は、太陽電池１２０とともに太陽光発電システムを構成している。パワーコンディショナ１４１は、太陽電池１２０発電した直流電力を交流電力に変換する機能を有する。

パワーコンディショナ１４２は、蓄電池１３０とともに蓄電システムを構成している。パワーコンディショナ１４２は、蓄電池１３０が出力した直流電力を交流電力に変換する機能を有するとともに、電力系統１１０又は太陽光発電システムからの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１３０に供給する機能を有する。

本変形例における電力供給システム２００は、上記実施の形態における電力供給システム１００と同様に動作するので、上記実施の形態における電力供給システム１００と同様の効果が得られる。

また、上記実施の形態では、バックアップ電源である蓄電池１３０は、建物２の外に設置したが、建物２の中に設置してもよい。また、蓄電池１３０は、建物ユニット１の中に設置してもよい。この場合、蓄電池１３０は、工場において建物ユニット１内に予め組み込んでおいてもよい。また、建物ユニット１が建物２の屋根も含んでいる場合は、太陽電池１２０についても工場において建物ユニット１に予め組み込んでおいてもよい。このように、バックアップ電源を工場で予め建物ユニット１に組み込んでおくことで、建設場所での施工が不要となり、バックアップ電源と分電盤等との配線工事を容易に行うことができる。

また、上記実施の形態では、第一分割ユニット１０に設置される電力負荷としては、電力切替ユニット１６０に接続された第一電力負荷１７１を例示したが、これに限らない。例えば、第一分割ユニット１０には、電力切替ユニット１６０に接続されていない電力負荷（つまり、停電時に自立運転しない一般電力負荷）が設置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、第二分割ユニット２０及び建物ユニット１以外の建物２内に設置される電力負荷としては、停電時に自立運転しない一般電力負荷（第二電力負荷１７２、第三電力負荷１７３）を例示したが、これに限らない。例えば、第二分割ユニット２０及び建物ユニット１以外の建物２内には、電力切替ユニット１６０に接続された電力負荷（つまり、停電時に自立運転できる自立電力負荷）が設置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、分電盤１５０及び電力切替ユニット１６０は、第一分割ユニット１０に設置したが、これに限らない。分電盤１５０及び電力切替ユニット１６０は、第二分割ユニット２０に設置してもよいし、建物ユニット１以外の建物２内に設置されていてもよい。また、電力切替ユニット１６０は、建物２以外に設置されていてもよい。この場合、電力切替ユニット１６０は、バックアップ電源の電力の供給先を制御する制御部として、例えばパワーコンディショナ１４０等に内蔵されていてもよいし、パワーコンディショナ１４０とは別体の制御機器であってもよい。

また、上記実施の形態では、発電装置として太陽電池１２０を例示したが、発電装置は、燃料電池又はガスエンジン発電装置等の太陽電池以外の発電装置であってもよい。

その他、実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

また、上記実施の形態に係る電力供給システムは、電力制御方法としても実現することができる。この場合、電力制御方法に含まれる動作（ステップ）をコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。さらに、そのようなプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなどのメモリカード、半導体メモリ等）に記録したり、インターネット等の伝送媒体を介して流通させたりすることができる。

また、上記の説明において、電力切替ユニット１６０等の各種構成の制御機能は、回路であってもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

また、上記の制御機能の動作として説明した処理は、コンピュータが実行することができる。例えば、コンピュータが、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ及び入出力回路等のハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって、上記の各手段の処理を実行する。具体的には、プロセッサが処理対象のデータをメモリ又は入出力回路等から取得してデータを演算したり、演算結果をメモリ又は入出力回路等に出力したりすることによって、各処理を実行する。

１ 建物ユニット
２ 建物
１０ 第一分割ユニット（第一ユニット）
２０ 第二分割ユニット（第二ユニット）
３１ トイレ（設備）
３４ 電源コンセント
１１０ 電力系統
１２０ 太陽電池（バックアップ電源）
１３０ 蓄電池（バックアップ電源）
１５０ 分電盤
１６０ 電力切替ユニット
１７１ 第一電力負荷（電力負荷）

Claims (15)

1. 建物の一部を構成し、かつ、建設場所以外で予め組み立てられた建物ユニットであって、
   前記建設場所以外で予め設置された設備を有し、
   電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合、前記建物の建設場所に設置されるバックアップ電源から前記建物ユニットに電力が供給される
   建物ユニット。
2. さらに、前記建物ユニットの電力負荷に供給する電力の出力元を切り替えるための電力切替ユニットを有し、
   前記電力切替ユニットは、前記電力系統から前記建物への電力供給が行われている場合は、前記電力系統からの電力を前記電力負荷に供給し、前記電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合は、前記バックアップ電源からの電力を前記電力負荷に供給するように電力供給経路を切り替える
   請求項１に記載の建物ユニット。
3. さらに、前記電力系統と前記電力負荷との電力供給経路上に設置された分電盤を有し、
   前記電力系統から前記建物への電力供給が行われている場合は、前記分電盤を経由して前記電力系統からの電力が前記電力負荷に供給され、前記電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合は、前記分電盤を経由せずに前記バックアップ電源からの電力が前記電力負荷に供給される
   請求項１又は２に記載の建物ユニット。
4. 前記建物ユニットは、前記建物の一階に対応する第一ユニットと、前記建物の二階に対応する第二ユニットとを有し、
   前記電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合、前記第一ユニット及び前記第二ユニットのうち前記第一ユニットのみに前記バックアップ電源の電力が供給される
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の建物ユニット。
5. 前記第一ユニットは、電源コンセントが設けられた部屋を有し、
   前記電力系統から前記建物ユニットへの電力供給が停止した場合、前記バックアップ電源から前記電源コンセントに電力が供給される
   請求項４に記載の建物ユニット。
6. 前記部屋は、パントリである
   請求項５に記載の建物ユニット。
7. 前記電源コンセントは、照明器具を設置するための引っ掛けシーリングである
   請求項５又は６に記載の建物ユニット。
8. 前記電源コンセントは、前記部屋の壁に設けられた壁コンセントである
   請求項５又は６に記載の建物ユニット。
9. 前記設備は、水廻り設備である
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の建物ユニット。
10. 前記電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合、前記バックアップ電源から前記設備への電力供給を停止する
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の建物ユニット。
11. 前記設備は、トイレである
    請求項１０に記載の建物ユニット。
12. 前記建設場所に設置された請求項１〜１１のいずれか１項に記載の建物ユニットと、
    前記建物ユニットをコアとして前記建設場所で建築された建築構造体とを備える
    建物。
13. 建物の一部を構成し、かつ、建設場所以外で予め組み立てられた建物ユニットを有する建物と、
    バックアップ電源と、
    前記バックアップ電源の電力の供給先を制御する制御部とを有し、
    前記建物ユニットは、前記建設場所以外で予め設置された設備と、電力負荷とを有し、
    前記制御部は、電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合、前記バックアップ電源から前記電力負荷に電力を供給する
    電力供給システム。
14. 前記建物ユニットは、前記制御部として、前記建物ユニットの電力負荷に供給する電力の出力元を切り替えるための電力切替ユニットを有し、
    前記電力切替ユニットは、前記電力系統から前記建物への電力供給が行われている場合は、前記電力系統からの電力を前記電力負荷に供給し、前記電力系統から前記建物への電力供給が停止した場合は、前記バックアップ電源からの電力を前記電力負荷に供給するように電力供給経路を切り替える
    請求項１３に記載の電力供給システム。
15. 前記バックアップ電源は、発電装置又は前記発電装置で発電した電力を蓄電する蓄電装置である
    請求項１４に記載の電力供給システム。
    

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