JP2019009960A - 定置用蓄電池装置及び定置用蓄電池装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の機能を低下させることなく劣化を抑制して、蓄電池の長寿命化を図り得る定置用蓄電池装置を提供する。【解決手段】電力系統から供給される電力を定置用収容装置に設置された蓄電池に充電するとともに、蓄電池に充電された電力を電力系統に供給する定置用蓄電池装置において、蓄電池１の周囲温度が該蓄電池の高劣化温度領域か低劣化温度領域かを検出する周囲温度検出手段１０，１２と、蓄電池の充電状態が該蓄電池の高劣化充電領域か低劣化充電領域かを検出する充電状態検出手段４，５，９と、定置用収容装置内の気温を調整する温度制御装置１３と、周囲温度検出手段と充電状態検出手段の検出結果に基づいて、温度制御装置を必要に応じて動作させる制御部１１を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、発電システムで発電される電力を蓄電し、蓄電された電力を必要に応じて需要者に供給することにより、需要者への電力供給を安定化させる定置用蓄電池装置及び定置用蓄電池装置の制御方法に関するものである。

太陽光発電所や風力発電所で再生可能エネルギーから生成される電力は、定置用蓄電システム内の蓄電池モジュールに蓄電されて、出力電力の平滑化が図られている。また、工場や変電所で、再生可能エネルギーの余剰電力の調整や電力系統の安定化を目的とした蓄電池システムの導入も拡大している。近年、定置用蓄電システムの蓄電池モジュールに使用する蓄電池として、リチウムイオン電池の普及が進んでいる。

リチウムイオン電池は、課電時間、温度、充放電回数等の影響を受けて電池材料の劣化が進み、結果として電池容量が次第に減少し、やがては交換が必要となる。そこで、高価な蓄電池モジュールの長寿命化を図るための充放電制御機能を備えた蓄電池装置が提案されている。

特許文献１には、蓄電池モジュールの空調システムを構成する給気ダクトと排気ダクトの配置を適正化することにより、蓄電池モジュール内の温度を蓄電池の劣化が進みにくい温度に維持する機能を備えた蓄電装置が開示されている。

特許文献２には、蓄電装置の周囲温度を監視し、周囲温度があらかじめ設定された閾値温度以下になるとき、蓄電装置への充電を停止するようにして蓄電装置の劣化を抑制する蓄電制御装置が開示されている。

特許文献３には、蓄電設備を２組用意し、充電用の蓄電設備の蓄電池はＳＯＣ（State of Charge）下限値で待機させ、放電用の蓄電設備の蓄電池はＳＯＣ上限値で待機させることにより、充電池の劣化を抑制するようにした蓄電設備監視装置が開示されている。

特開２０１５−３７０２６号公報 特開２０１５−１６４３７５号公報 特開２０１６−１２９８３号公報

特許文献１に開示された蓄電装置では、蓄電池モジュールを構成する蓄電池セルの温度及び蓄電池セルの周囲温度に関わらず、空調システムを常時運転しているため、蓄電装置から空調システムに供給される電力消費量が増大する。この結果、蓄電池を運用するための損失が拡大し、蓄電池装置としての機能が低下する。

特許文献２に開示された蓄電制御装置では、低温時での充電を停止することにより、充電池の劣化を抑制することはできる。しかし、低温時には蓄電装置としての機能を果たせなくなるという問題点がある。

特許文献３に開示された蓄電設備監視装置では、高価な蓄電設備を２組用意することは設置コストの点で実用的ではない。また、電池モジュールを構成する蓄電池において、待機させるべき最適なＳＯＣは、電池モジュールの使用環境に応じて変化するため、蓄電池を最適なＳＯＣで待機させることも困難である。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は蓄電池の機能を低下させることなく劣化を抑制して、蓄電池の長寿命化を図り得る定置用蓄電池装置を提供することにある。

上記課題を解決する定置用蓄電池装置は、電力系統から供給される電力を定置用収容装置内に設置された蓄電池に充電するとともに、前記蓄電池に充電された電力を電力系統に供給する定置用蓄電池装置において、前記蓄電池の周囲温度が該蓄電池の高劣化温度領域か低劣化温度領域かを検出する周囲温度検出手段と、前記蓄電池の充電状態が該蓄電池の高劣化充電領域か低劣化充電領域かを検出する充電状態検出手段と、前記定置用収容装置内の室温を調整する温度制御装置と、前記周囲温度検出手段と前記充電状態検出手段の検出結果に基づいて、前記温度制御装置を必要に応じて動作させる制御部を備えたことを特徴とする。

この構成により、温度制御装置は、周囲温度検出手段と前記充電状態検出手段の検出結果に基づいて、必要に応じて動作する。
また、上記の定置用蓄電池装置において、前記蓄電池のセル温度が高劣化温度領域か低劣化温度領域かを検出するセル温度検出手段を備え、前記制御部は、前記周囲温度検出手段と、前記充電状態検出手段と、前記セル温度検出手段の検出結果に基づいて、前記温度制御装置を必要に応じて動作させることが好ましい。

この構成により、温度制御装置は、周囲温度検出手段と、充電状態検出手段と、セル温度検出手段の検出結果に基づいて、必要に応じて動作する。
また、上記の定置用蓄電池装置において、定置用蓄電池装置は、前記制御部は、前記周囲温度が前記低劣化温度領域で、前記充電状態が前記低劣化充電状態で、かつ前記セル温度が前記低劣化温度領域であるとき、前記温度制御装置の動作を停止させることが好ましい。

この構成により、周囲温度が低劣化温度領域で、充電状態が低劣化充電状態で、かつセル温度が低劣化温度領域であるとき、温度制御装置の動作が停止される。
また、上記の定置用蓄電池装置において、前記蓄電池に対する充放電予測情報を前記制御部に出力する予測情報管理手段を備え、前記制御部は、前記周囲温度が前記低劣化温度領域で、前記充電状態が前記低劣化充電状態で、前記セル温度が前記低劣化温度領域で、かつ前記蓄電池へ大電流の充放電を行う予測情報がないとき、前記温度制御装置の動作を停止させることが好ましい。

この構成により、周囲温度が低劣化温度領域で、充電状態が低劣化充電状態で、セル温度が低劣化温度領域で、かつ蓄電池へ大電流の充放電を行う予測情報がないとき、温度制御装置の動作が停止される。

また、上記の定置用蓄電池装置において、前記制御部は、前記周囲温度が前記高劣化温度領域であるとき、前記充電状態が前記高劣化充電状態であるとき、前記セル温度が前記高劣化温度領域であるとき、または前記蓄電池へ大電流の充放電を行う予測情報があるときの少なくともいずれかの場合に前記温度制御装置を作動させて前記定置用収容装置内の室温を低下させることが好ましい。

この構成により、周囲温度が高劣化温度領域であるとき、充電状態が高劣化充電状態であるとき、セル温度が高劣化温度領域であるとき、または蓄電池へ大電流の充放電を行う予測情報があるときの少なくともいずれかの場合に温度制御装置が作動して定置用収容装置内の室温が下げられる。

また、上記の定置用蓄電池装置において、前記制御部は、前記予測情報管理手段から出力される待機情報に基づいて、前記高劣化充電領域にある前記蓄電池の充電状態を前記低劣化充電領域となるまで充電あるいは放電させることが好ましい。

この構成により、待機時には、高劣化充電領域にある蓄電池の充電状態が低劣化充電領域となるまで充電あるいは放電される。
また、上記の定置用蓄電池装置において、前記定置用収容装置への太陽光の照射を遮る太陽熱吸収装置を設置することが好ましい。

この構成により、定置用収容装置に照射される太陽光が太陽熱吸収装置により遮られる。
上記課題を解決する定置用蓄電池装置の制御方法は、定置用収容装置内に設置される蓄電池の周囲温度が該蓄電池の高劣化温度領域か低劣化温度領域かを周囲温度検出手段で検出し、前記蓄電池の充電状態が該蓄電池の高劣化充電領域か低劣化充電領域かを充電状態検出手段で検出し、前記周囲温度検出手段と前記充電状態検出手段の検出結果に基づいて、前記温度制御装置を必要に応じて動作させることを特徴とする。

この方法により、温度制御装置は、周囲温度検出手段と前記充電状態検出手段の検出結果に基づいて、必要に応じて動作する。

本発明の定置用蓄電池装置によれば、蓄電池の機能を低下させることなく劣化を抑制して、蓄電池の長寿命化を図ることができる。

定置用蓄電池装置を示すブロック図。 定置用蓄電池装置の制御部の動作を示す説明図。 定置用蓄電池装置の制御部の動作を示す説明図。 待機時における蓄電池の放電動作を示す説明図。 待機時における蓄電池の充電動作を示す説明図。 待機時における蓄電池の放電動作を示す説明図。 待機時における蓄電池の充電動作を示す説明図。 工場に設置された蓄電池の１日のＳＯＣの遷移を示す説明図。 工場に設置された蓄電池の１日のＳＯＣの遷移を示す説明図。 太陽光発電装置に併設された蓄電池の１日のＳＯＣの遷移を示す説明図。 太陽光発電装置に併設された蓄電池の１日のＳＯＣの遷移を示す説明図。 温度と課電時間の変化による蓄電池の放電容量維持率の変化を示す説明図。 ＳＯＣと温度の変化による蓄電池の許容放電容量の変化を示す説明図。 つる植物で太陽光の照射を遮るようにしたコンテナを示す斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、定置用蓄電池装置の電気的構成を示す。蓄電池ラック１は、例えばリチウムイオン電池で構成される多数の蓄電池セルが直列あるいは並列に接続されてなる蓄電池モジュールが搭載され、太陽光発電装置あるいは風力発電装置等の発電設備の近傍に設置されるコンテナ８（図１４参照）内に収容される。

蓄電池ラック１は、コンテナ８に隣接して設置されるパワーコンディショナー２及び系統連系設備３を介して電力系統に接続される。電力系統は、発電設備及び多数の需要家に接続される。

そして、発電設備で発電された電力は、電力系統を介して各需要家に供給される。また、発電設備で発電された電力が必要に応じて電力系統及びパワーコンディショナー２を介して蓄電池ラック１に供給されて各蓄電池セルに充電されるとともに、蓄電池ラック１の充電電力がパワーコンディショナー２及び電力系統を介して各需要家に供給される。

蓄電池ラック１には、電力計４、電圧計５及び温度計６が配設されて、多数の蓄電池セルの状態を検出可能となっている。すなわち、多数の蓄電池セルの中からあらかじめ特定の蓄電池セルが被験用セルとして選択され、その被験用セルの入出力電力、出力電圧、温度が電力計４、電圧計５及び温度計６で検出される。

電力計４は、発電設備から被験用セルに供給される入力電力量及び当該被験用セルから需要家に供給される出力電力量を積算し、その積算値をバッテリーマネジメントシステム（ＢＭＳ）７に出力する。

電圧計５は、被験用セルの出力電圧を検出して、バッテリーマネジメントシステム（ＢＭＳ）７に出力する。
温度計６は、被験用セルの温度を検出して、バッテリーマネジメントシステム（ＢＭＳ）７に出力する。

電力計４、電圧計５、温度計６及びバッテリーマネジメントシステム７は、蓄電池ラック１とともに図１４に示すコンテナ８内に設置される。
バッテリーマネジメントシステム７は、ＳＯＣ判定部９及び温度判定部１０に接続されている。そして、バッテリーマネジメントシステム７は、電力計４及び電圧計５の出力信号に基づいて、ＳＯＣ判定部９に被験用セルのＳＯＣを出力し、温度計６から出力される検出温度信号を温度判定部１０に出力する。ＳＯＣは、蓄電池セルの充電状態を示す数値であり、フル充電時の充電量に対する割合を示す数値である。

ＳＯＣ判定部９は、入力された被験用セルのＳＯＣ値が高劣化ＳＯＣ領域にあるか低劣化ＳＯＣ領域にあるかを判定し、その判定結果を制御部１１に出力する。一般的に、ＳＯＣ値が高い状態での充電動作は、蓄電池セルを劣化させ易く、高劣化ＳＯＣ領域であるか低劣化ＳＯＣ領域であるかは、蓄電池セルの種類により異なる。

例えば、ＳＯＣが１００％である時に最も劣化が進み易い蓄電池セルの場合には、ＳＯＣ値が８０％以上であるとき高劣化ＳＯＣ領域とし、ＳＯＣ値が８０％未満であるとき低劣化ＳＯＣ領域とする。

また、ＳＯＣが５０％である時に最も劣化が進み易い蓄電池セルの場合には、ＳＯＣ値が４０％以上かつ６０％未満であるとき高劣化ＳＯＣ領域とし、ＳＯＣ値が４０％未満あるいは６０％以上であるとき低劣化ＳＯＣ領域とする。

温度判定部１０は、温度計６からバッテリーマネジメントシステム７を介して入力された検出値が高劣化温度領域にあるか低劣化温度領域にあるかを判定し、その判定結果を制御部１１に出力する。一般的に、蓄電池セルは高温であるとき、劣化が進み易く、高劣化温度領域であるか低劣化温度領域であるかは、蓄電池セルの種類により異なる。

ここでは、被験用セルのセル温度が２５℃以上であるとき、高劣化温度領域とし、２５℃未満であると低劣化温度領域とする。蓄電池セルの種類によっては、３０℃を閾値としてもよい。

温度判定部１０には、周囲温度計１２が接続されている。周囲温度計１２は、蓄電池ラック１の周囲の温度を検出して温度判定部１０に出力する。
温度判定部１０は、周囲温度計１２から入力された検出値が高劣化温度領域にあるか低劣化温度領域にあるかを判定し、その判定結果を制御部１１に出力する。一般的に、蓄電池ラック１の周囲温度が高いとき、蓄電池ラック１内の蓄電池セルは高劣化温度領域に達し易い。

ここでは、蓄電池ラック１の周囲温度が２５℃以上であるとき、高劣化温度領域とし、２５℃未満であると低劣化温度領域とする。蓄電池セルの種類によっては、３０度を閾値としてもよい。

制御部１１は、温度制御装置１３、エネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳ）１４及びパワーコンディショナー２に接続されている。温度制御装置１３は、コンテナ８内に設置されてコンテナ８内の室温を調節する空調装置及び冷却ファンである。

そして、制御部１１はＳＯＣ判定部９及び温度判定部１０から出力される判定信号と、あらかじめ設定されたプログラムに基づいて温度制御装置１３の動作を制御する。
エネルギーマネジメントシステム１４は、制御部１１との通信に基づいて、電力系統に対するこの定置用蓄電池装置の動作を制御する。詳しくは、あらかじめ設定された充放電予測情報を制御部１１に送信し、制御部１１はその予測情報に基づいてパワーコンディショナー２を制御することにより、蓄電池ラック１の充放電動作を制御する。

次に、上記のように構成された定置用蓄電池装置の作用を説明する。
図２は、蓄電池ラック１内の蓄電池セルのＳＯＣと周囲温度に基づいて、温度制御装置１３の動作を制御する制御部１１の動作を示す。また、図３は蓄電池ラック１内の蓄電池セルへの充放電動作を待機する場合の制御部１１の動作を示す。いずれの場合も、温度制御装置１３による電力消費を削減して、蓄電池セルに対する負荷を軽減する。

因みに、図１２はＳＯＣ１００％におけるリチウムイオン電池のフロート課電特性を示す。同図から明らかなように、２５℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃の各温度における課電時間と放電容量維持率の関係を示す近似直線Ａ１〜Ａ５は、温度が高くなるほど傾きが急峻となる。これは、温度が高くなるほど放電容量維持率の低下が早くなり、言い換えれば、温度が高くなるほど蓄電池セルの劣化が進み易いことを示す。

図１３は、リチウムイオン電池の蓄電池セルの容量維持率が８０％となるときを課電寿命とした場合に、ＳＯＣ及び温度と課電寿命となるまでの時間との関係が近似直線Ｂ１〜Ｂ３で示される。近似直線Ｂ１はＳＯＣが２％、近似直線Ｂ２はＳＯＣが５０％、近似直線Ｂ３はＳＯＣが１００％の場合である。

同図に示すように、電池温度が上昇すると、課電寿命となるまでの時間が短くなるとともに、ＳＯＣが上昇すると課電寿命となるまでの時間が短くなることがわかる。
図２に示す動作を説明すると、定置用蓄電池装置の稼働が開始されると、被験用セルのＳＯＣの状態を判定する（ステップ１）。すなわち、バッテリーマネジメントシステム７から出力される被験用セルのＳＯＣ値がＳＯＣ判定部９で判定され、その判定結果が制御部１１に出力される。

被験用セルのＳＯＣ値が高劣化ＳＯＣ領域である場合には、ステップ２，３に移行して、制御部１１は温度制御装置１３を制御して、コンテナ８内の空調温度をあらかじめ設定されている通常温度以下に低下させ、ステップ１に復帰する。コンテナ８内の温度を低下させるには、冷房装置を作動させ、あるいはファンのみを作動させてコンテナ８内に外気を導入してもよい。

ステップ１において、被験用セルのＳＯＣが高劣化ＳＯＣ領域ではなく、低劣化ＳＯＣ領域あるいは、ＳＯＣ領域を３段階で判定する場合には、低劣化ＳＯＣ領域と中間ＳＯＣ領域にある場合には（ステップ４，５）、制御部１１は蓄電池ラック１の周囲温度を判定する（ステップ６）。

周囲温度計１２の検出信号に基づいて温度判定部１０で判定された周囲温度が高劣化温度領域である場合には（ステップ７）、制御部１１は温度制御装置１３を制御して、コンテナ８内の空調温度をあらかじめ設定されている通常温度以下に低下させ（ステップ８）、ステップ１に復帰する。

ステップ６で、周囲温度が低劣化温度領域である場合には（ステップ９）、被験用セルのセル温度を判定する（ステップ１０）。すなわち、温度計６で検出された被験用セルのセル温度検出信号がバッテリーマネジメントシステム７から温度判定部１０に出力される。そして、温度判定部１０で被験用セルのセル温度が低劣化温度領域であるか高劣化温度領域であるかが判定され、その判定結果が制御部１１に出力される。

被験用セルのセル温度が高劣化温度領域である場合には（ステップ１１）、制御部１１は温度制御装置１３を制御して、コンテナ８内の空調温度をあらかじめ設定されている通常温度以下に低下させ（ステップ１２）、ステップ１に復帰する。

ステップ１０で被験用セルのセル温度が低劣化温度領域である場合には（ステップ１３）、制御部１１はエネルギーマネジメントシステム１４から供給される充放電情報に基づいて、直後に充放電動作の予定の有無を判定する（ステップ１４）。

そして、直後の充放電動作が予定されている場合には（ステップ１５）、蓄電池セルの温度上昇が見込まれるので、コンテナ８内の空調温度をあらかじめ設定されている通常温度以下に低下させ（ステップ１６）、ステップ１に復帰する。

ステップ１４で、直後の充放電動作が予定されていない場合には（ステップ１７）、制御部１１は被験用セルのＳＯＣ状態を再度判定する（ステップ１８）。そして、被験用セルのＳＯＣ状態が低劣化ＳＯＣ領域である場合には（ステップ１９）、制御部１１は温度制御装置１３による空調運転を停止し（ステップ２０）、ステップ１に復帰する。

ステップ１８で、被験用セルのＳＯＣ状態が中間ＳＯＣ領域である場合には（ステップ２１）、制御部１１は温度制御装置１３による空調運転をあらかじめ設定されている通常温度で継続し（ステップ２２）、ステップ１に復帰する。

また、ステップ９において、周囲温度が例えば１０℃以下となるような場合には、蓄電池セルのＳＯＣ値、蓄電池セルのセル温度、充放電電流値に関わらず、ステップ２０に移行して、空調運転を停止するようにしてもよい。

図３は、定置用蓄電池装置の稼働を待機状態とするとき、蓄電池ラック１の蓄電池セルのＳＯＣ状態を、蓄電池セルが劣化し難いＳＯＣ値に制御して待機するように制御する動作を示す。ここで、待機状態とは蓄電池セルに対し充放電動作が行われないとき及び蓄電池セルに対し、ＳＯＣ値を大きく変動させないようなわずかな充放電動作が行われるときを含むものとする。

図８及び図９は、工場内に設置されて、当該工場に供給される電源を安定化させるように動作する定置用蓄電池装置の蓄電池セルを、劣化の少ないＳＯＣ値で待機させるための制御部１１の動作を示す。

図８は、待機時にＳＯＣ値Ｃ１を６０％としたとき、劣化が最も少ない蓄電池セルで蓄電池ラック１を構成した場合の動作を示す。同図に示すように、工場内で電力需要がピークとなる１０時から１６時では、工場へ電力を供給するために蓄電池ラック１から電力系統に放電が行われて、電源供給の安定化が図られる。

１６時以降は電力需要が少なくなるので、蓄電池ラック１からの放電が停止され、２０時以降は電力系統から蓄電池ラック１に充電電流が供給されて、蓄電池ラック１内の蓄電池セルに充電される。そして、蓄電池セルのＳＯＣ値Ｃ１が６０％に達すると、充電が停止されて待機状態となる。

ＳＯＣ値Ｃ１を６０％として待機した後に、電力需要が少なく電力従量料金が安い時間帯に１００％まで充電が完了する６時ぐらいから蓄電池ラック１に充電が開始され、１０時前にＳＯＣ値Ｃ１が１００％となるまで充電される。そして、電力需要のピーク時に蓄電池ラック１から電力系統に放電が行われる。

このような動作により、蓄電池ラック１内の蓄電池セルは、夜間から早朝にかけての待機時にＳＯＣ値Ｃ１が６０％に維持されるので、蓄電池セルの劣化が抑制される。
図９は、ＳＯＣ値Ｃ２を３０％としたとき、劣化が最も少ない蓄電池セルで蓄電池ラック１を構成した場合の動作を示す。待機時のＳＯＣ値Ｃ２を３０％とするように動作すること以外は、図８と同様である。

図１０及び図１１は、太陽光発電設備に併設されて、電力系統に供給する電源を安定化させるように動作する定置用蓄電池装置の蓄電池セルを、劣化の少ないＳＯＣ値で待機させるための制御部１１の動作を示す。

図１０は、待機時にＳＯＣ値Ｄ１を６０％としたとき、劣化が最も少ない蓄電池セルで蓄電池ラック１を構成した場合の動作を示す。同図に示すように、６時から１８時までは、太陽光発電設備の発電電力の一部が電力系統を介して供給されて蓄電池ラック１内の蓄電池セルが充電されるとともに、必要に応じて充電電力が電力系統に供給されて、太陽光発電による電力供給を安定化させる。この時、蓄電池セルはＳＯＣ値Ｄ１が６０％を超える状態まで充電される。

太陽光発電設備からの電力供給が途絶える１８時以降では、電力系統には他の発電設備から電力が供給されるとともに、蓄電池ラック１の充電電力が電力系統に供給され、ＳＯＣ値が６０％となるまで放電される。そして、ＳＯＣ値Ｄ１が６０％となると、蓄電池ラック１からの放電が停止されて待機状態となる。

このような動作により、蓄電池ラック１内の蓄電池セルは、夜間から早朝にかけての待機時にＳＯＣ値Ｄ１が６０％に維持されるので、蓄電池セルの劣化が抑制される。
図１１は、ＳＯＣ値Ｄ２を３０％としたとき、劣化が最も少ない蓄電池セルで蓄電池ラック１を構成した場合の動作を示す。待機時のＳＯＣ値Ｄ２を３０％とするように動作すること以外は、図１０と同様である。

上記のように、蓄電池セルのＳＯＣ値を劣化の少ない最適なＳＯＣ値に維持した状態で待機する機能を備えた制御部１１の動作を図３に従って説明する。
定置用蓄電池装置の稼働が開始されると、制御部１１はエネルギーマネジメントシステム１４から入力される充放電予測情報に基づいて、蓄電池ラック１内の蓄電池セルに対し充放電動作を停止する待機状態の時刻であるか否かを判定する（ステップ３１）。

例えば図８に示すように、蓄電池セルに対する充放電動作が２２時から６時ぐらいまでの間で待機状態となる場合において、これ以外の時刻では待機状態ではないと判定し、蓄電池セルに対する充放電運転を継続し（ステップ３２）、さらに空調運転を継続し（ステップ３３）、ステップ３１に復帰する。

ステップ３３の空調運転は、例えば図２に示すＳＯＣ状態によって空調温度や空調運転の継続を判断する制御である。
ステップ３１で待機状態であると判定されると（ステップ３４）、被験用セルのＳＯＣの状態を判定する（ステップ３５）。すなわち、バッテリーマネジメントシステム７から出力される被験用セルのＳＯＣ値がＳＯＣ判定部９で判定され、その判定結果が制御部１１に出力される。

被験用セルのＳＯＣ値が高劣化ＳＯＣ領域である場合には（ステップ３６）、制御部１１は蓄電池セルのＳＯＣ値が待機時に低劣化ＳＯＣ領域になるように、蓄電池セルを放電させ、あるいは蓄電池セルに充電する（ステップ３７）。

図４〜図７は、ステップ３７における蓄電池セルの充放電動作の一例を示す。図４は、太陽光発電設備に付随して設置される定置用蓄電池装置における放電動作を示す。制御部１１の動作により、蓄電池ラック１内の蓄電池セルからパワーコンディショナー２及び系統連系設備３を介して電力系統に電力が供給されて、蓄電池セルが放電される。この時、太陽光発電設備１５から発電電力が出力されていれば、その発電電力が太陽光発電用パワーコンディショナー１６から系統連系設備３を介して電力系統に供給される。

図５は、太陽光発電設備に付随して設置される定置用蓄電池装置における充電動作を示す。昼間時に、太陽光発電設備１５から太陽光発電用パワーコンディショナー１６を介して出力される電力がパワーコンディショナー２を介して蓄電池ラック１に供給され、蓄電池セルが充電される。太陽光発電設備１５の出力電力は、電力系統を介して需要家にも供給される。

図６は、工場内に設置されて、当該工場に供給される電源を安定化させるように動作する定置用蓄電池装置における放電動作を示す。制御部１１の動作により、蓄電池ラック１内の蓄電池セルからパワーコンディショナー２及び系統連系設備３を介して工場内の負荷設備１６ａ，１６ｂ等に電力が供給されて、蓄電池セルが放電される。この時、工場外の電力系統からも工場受変電設備１７を介して負荷設備１６ａ，１６ｂに所要の電力が供給される。

図７は、工場内に設置されて、当該工場に供給される電源を安定化させるように動作する定置用蓄電池装置における充電動作を示す。制御部１１の動作により、工場外の電力系統から工場受変電設備１７、系統連系設備３及びパワーコンディショナー２を介して蓄電池ラック１に充電電力が供給され、蓄電池ラック１内の蓄電池セルが充電される。

また、工場外の電力系統から工場受変電設備１７を介して工場内の負荷設備１６ａ，１６ｂにも電力が供給される。
ステップ３５で被験用セルのＳＯＣ値が低劣化ＳＯＣ領域である場合、あるいはステップ３７の充電動作あるいは放電動作で被験用セルのＳＯＣ値が低劣化ＳＯＣ領域となると、ステップ３８からステップ３９に移行して、蓄電池ラック１の周囲温度の判定を行う。

周囲温度計１２の検出信号に基づいて温度判定部１０で判定された周囲温度が高劣化温度領域である場合には（ステップ４０）、制御部１１は温度制御装置１３による空調運転を継続し（ステップ４１）、ステップ３９に復帰して周囲温度を判定する動作を繰り返す。

ステップ３９で、周囲温度が低劣化温度領域である場合には（ステップ４２）、被験用セルのセル温度を判定する（ステップ４３）。すなわち、温度判定部１０で被験用セルのセル温度が低劣化温度領域であるか高劣化温度領域であるかが判定され、その判定結果が制御部１１に出力される。

ステップ４３で被験用セルのセル温度が低劣化温度領域であれば（ステップ４４）、空調運転を停止して（ステップ４５）、ステップ３１に復帰する。また、ステップ４３で被験用セルのセル温度が高劣化温度領域であれば（ステップ４６）、空調運転を継続してステップ３１に復帰する。

図１４に示すように、蓄電池ラック１等が収容されるコンテナ８の天面及び側面、特に南側に面する側面及び天面を覆うように、つる植物による太陽熱吸収装置１８が設置されている。つる植物は、アサガオ、ゴーヤ、ヘチマ、ヒョウタン、キュウリ等が望ましい。

このような太陽熱吸収装置１８により、コンテナ８に照射される太陽光及び熱線が吸収される。すると、コンテナ８内の温度上昇が抑制されて蓄電池セルの温度上昇も抑制される。従って、図２に示すステップ１０及び図３に示すステップ４３で、蓄電池セルのセル温度が高劣化温度領域と判定される頻度が減少するため、空調運転の継続時間を抑制することが可能となる。

上記のように構成された定置用蓄電池装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）コンテナ８内の蓄電池ラック１を構成する蓄電池セルのＳＯＣ値と、蓄電池ラック１の周囲温度を監視し、ＳＯＣ値が低劣化ＳＯＣ領域であり、かつ周囲温度が低劣化温度領域である場合には、コンテナ８内の温度制御装置１３の動作を抑制することができる。従って、温度制御装置１３による電力消費を低減することができる。

（２）温度制御装置１３による電力消費を低減することにより、蓄電池を運用する為の損失を低減し、蓄電池装置としての総合効率を向上させることができる。
（３）蓄電池セルのＳＯＣ値と、蓄電池ラック１の周囲温度に加えて、蓄電池セルのセル温度を監視し、ＳＯＣ値が高劣化ＳＯＣ領域であるとき、周囲温度が高劣化温度領域であるとき、あるいはセル温度が高劣化温度領域である場合に限り、温度制御装置１３でコンテナ８内の空調温度を低下させることができる。従って、コンテナ８内の空調温度を必要に応じて制御することができるので、空調運転を効率的に行うことができるとともに、温度制御装置１３の消費電力を抑制することができる。

（４）エネルギーマネジメントシステム１４にあらかじめ設定されている充放電スケジュールに基づいて、蓄電池ラック１に対する大電流の充電あるいは蓄電池ラック１からの大電流の放電の有無を制御部１１で認識することができる。そして、蓄電池ラック１内の蓄電池セルで大電流の充放電が行われるとき、温度制御装置１３でコンテナ８内の空調温度を低下させることができる。従って、温度制御装置１３内の空調温度を必要に応じて制御することができるので、空調運転を効率的に行うことができるとともに、温度制御装置１３の消費電力を抑制することができる。また、事前に冷却しておくことで電池温度の上昇を抑制し、蓄電池セルの長寿命化を図ることができる。

（５）蓄電池セルのＳＯＣ値が低劣化ＳＯＣ領域で、かつ蓄電池ラック１の周囲温度が低劣化温度領域で、さらに大電流の充放電が行われないときには、温度制御装置１３による空調運転を停止させて、温度制御装置１３による電力消費を抑制することができる。

（６）蓄電池ラック１への充電及び蓄電池ラック１からの放電が少ない待機状態では、蓄電池ラック１内の蓄電池セルのＳＯＣ値が低劣化ＳＯＣ領域内となるように、蓄電池セルに充電し、あるいは蓄電池セルを放電させることができる。従って、蓄電池セルの長寿命化を図ることができる。

（７）太陽熱吸収装置１８によりコンテナ８を照射する太陽光及び熱線を遮ることができるので、コンテナ８内の温度上昇を抑制してセル温度の上昇を抑制することができる。従って、温度制御装置１３の稼働時間を削減して、温度制御装置１３による電力消費を削減することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・周囲温度計は、蓄電池ラックの周囲以外に、コンテナの周囲、蓄電池モジュールの周囲あるいはあらかじめ選択された蓄電池セルの周囲のいずれかに設置し、これらの周囲温度計で検出された周囲温度が低劣化温度領域であるか高劣化温度領域であるかを判定するようにしてもよい。

・空調温度を調節するには、コンテナ内に複数の空調装置を設置し、稼働させる空調装置の台数を選択することにより、空調温度を調節するようにしてもよい。
・コンテナへの太陽光の照射を遮るように太陽光パネルを設置して、太陽熱吸収装置としてもよい。

１…蓄電池（蓄電池ラック）、４…充電状態検出手段（電力計）、５…充電状態検出手段（電圧計）、６…セル温度検出手段（温度計）、８…定置用収容装置（コンテナ）、９…充電状態検出手段（ＳＯＣ判定部）、１０…周囲温度検出手段（セル温度検出手段、温度判定部）、１１…制御部、１２…周囲温度検出手段（周囲温度計）、１３…温度制御装置、１８…太陽熱吸収装置。

Claims (8)

1. 電力系統から供給される電力を定置用収容装置内に設置された蓄電池に充電するとともに、前記蓄電池に充電された電力を電力系統に供給する定置用蓄電池装置において、
   前記蓄電池の周囲温度が該蓄電池の高劣化温度領域か低劣化温度領域かを検出する周囲温度検出手段と、
   前記蓄電池の充電状態が該蓄電池の高劣化充電領域か低劣化充電領域かを検出する充電状態検出手段と、
   前記定置用収容装置内の室温を調整する温度制御装置と、
   前記周囲温度検出手段と前記充電状態検出手段の検出結果に基づいて、前記温度制御装置を必要に応じて動作させる制御部と
   を備えたことを特徴とする定置用蓄電池装置。
2. 請求項１に記載の定置用蓄電池装置において、
   前記蓄電池のセル温度が高劣化温度領域か低劣化温度領域かを検出するセル温度検出手段を備え、
   前記制御部は、前記周囲温度検出手段と、前記充電状態検出手段と、前記セル温度検出手段の検出結果に基づいて、前記温度制御装置を必要に応じて動作させることを特徴とする定置用蓄電池装置。
3. 請求項２に記載の定置用蓄電池装置において、
   前記制御部は、前記周囲温度が前記低劣化温度領域で、前記充電状態が前記低劣化充電領域で、かつ前記セル温度が前記低劣化温度領域であるとき、前記温度制御装置の動作を停止させることを特徴とする定置用蓄電池装置。
4. 請求項３に記載の定置用蓄電池装置において、
   前記蓄電池に対する充放電予測情報を前記制御部に出力する予測情報管理手段を備え、
   前記制御部は、前記周囲温度が前記低劣化温度領域で、前記充電状態が前記低劣化充電領域で、前記セル温度が前記低劣化温度領域で、かつ前記蓄電池へ大電流の充放電を行う予測情報がないとき、前記温度制御装置の動作を停止させることを特徴とする定置用蓄電池装置。
5. 請求項４に記載の定置用蓄電池装置において、
   前記制御部は、前記周囲温度が前記高劣化温度領域であるとき、前記充電状態が前記高劣化充電領域であるとき、前記セル温度が前記高劣化温度領域であるとき、または前記蓄電池へ大電流の充放電を行う予測情報があるときの少なくともいずれかの場合に前記温度制御装置を作動させて前記定置用収容装置内の室温を低下させることを特徴とする定置用蓄電池装置。
6. 請求項４又は５に記載の定置用蓄電池装置において、
   前記制御部は、前記予測情報管理手段から出力される待機情報に基づいて、前記高劣化充電領域にある前記蓄電池の充電状態を前記低劣化充電領域となるまで充電あるいは放電させることを特徴とする定置用蓄電池装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定置用蓄電池装置において、
   前記定置用収容装置に照射される太陽光を遮る太陽熱吸収装置を設置したことを特徴とする定置用蓄電池装置。
8. 定置用収容装置内に設置される蓄電池の周囲温度が該蓄電池の高劣化温度領域か低劣化温度領域かを周囲温度検出手段で検出し、前記蓄電池の充電状態が該蓄電池の高劣化充電領域か低劣化充電領域かを充電状態検出手段で検出し、前記周囲温度検出手段と前記充電状態検出手段の検出結果に基づいて、温度制御装置を必要に応じて動作させることを特徴とする定置用蓄電池装置の制御方法。