JP5364649B2

JP5364649B2 - 家屋の電源装置

Info

Publication number: JP5364649B2
Application number: JP2010140881A
Authority: JP
Inventors: 嘉彦乙竹
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: JP2012005333A

Description

本発明は、家屋の電源装置に関し、電力会社から供給される商用電力と蓄電池からの電力を併用する電源装置に適用される。

住宅等の家屋には、電力会社からの商用電力が供給され、商用電力により家屋内の電気負荷（家電装置、照明装置等）の電力が賄われている。近年、太陽光発電や燃料電池等の家庭用の発電設備が実用化され、電力会社から供給される商用電力と家庭用の発電設備等からの電力を併用する電源装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来から提案されている電力会社から供給される商用電力と家庭用の発電設備からの電力を併用する電源装置では、家庭用の発電設備からの電力や商用電力の深夜電力等を蓄電池に蓄え、例えば、商用電力の停電時のバックアップや昼間の電力源としてブレーカを介して蓄電池から電力を供給するようにしている。

上述した設備を備えた住宅等の家屋では、特に大きな地震のように電気配線に影響を及ぼす地震が発生した場合、配線損傷による短絡等の２次被害が想定されるため、速やかに電力の供給を遮断することが望ましい。しかし、蓄電池から電力が供給されている場合、蓄電池からの電力に過電流が生じた際にブレーカが遮断されて電力の供給が遮断されるものの、地震が発生しても過電流が生じない限り電力は供給され続けてしまうのが現状である。

また、地震発生時に停電が生じた場合、商用電力のバックアップとして蓄電池の電力が使用されるが、蓄電池は常に充電状態にあるとは限らず、また、地震は突然発生する災害であるため、地震発生時に蓄電池の電力が十分にバックアップの機能を果たせない虞があった。つまり、蓄電池の電力は、地震が発生した時の停電時に最も必要とされるものであるが、蓄電池の充電が不十分な状態で地震が発生した場合、蓄電池からの電力を使用することができない虞があった。

特開２００９−２７８７７６号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、地震発生時に蓄電池からの電力の供給を速やかに遮断して配線損傷による短絡等の２次被害を防止することができる家屋の電源装置を提供することを目的とする。

特に、２次災害を防止すると共に、地震が発生した際であっても蓄電池を充電状態に保つことができる家屋の電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の家屋の電源装置は、家屋の電気負荷に接続される蓄電池と、前記電気負荷と前記蓄電池との間に介在する遮断手段と、地震の発生を検出する地震検出手段と、前記地震検出手段により所定の揺れの地震を検知した際に前記遮断手段により前記蓄電池から前記電気負荷への電力の供給を遮断すると共に、前記地震検出手段により検出された地震が前記所定の揺れに満たない場合、前記蓄電池を充電させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、地震検出手段により所定の揺れの地震が検知された場合、遮断手段により蓄電池から電気負荷への電力の供給が遮断される。これにより、蓄電池により電力が供給されている際に所定の揺れの地震が発生すると、蓄電池からの電力の供給を速やかに停止させ、配線損傷による短絡等の２次被害を防止することができる。また、所定の揺れに満たない地震が検知された場合、蓄電池を充電させ、地震が発生した際に蓄電池の充電状態を確保することができる。

また、請求項２に係る本発明の家屋の電源装置は、請求項１に記載の家屋の電源装置において、前記制御手段は、前記蓄電池の充電が完了した後、前記所定の揺れの地震が検出されると予想される時間待機し、前記地震検出手段で地震が検出されていない状態の制御に移行することを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、蓄電池の充電が終了した後、所定の揺れが発生すると予想される時間待機し、所定の揺れが発生する可能性が低くなった時点で地震が検出されていない状態の制御に移行するので、例えば、余震が続く状態で蓄電池の充電状態を確実に確保することができる。

また、請求項３に係る本発明の家屋の電源装置は、請求項１または請求項２に記載の家屋の電源装置において、前記蓄電池は、電気動力の車両に電力を供給する蓄電池であることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、電気動力の車両に電力を供給する蓄電池を家屋の電気負荷に接続して電力を供給することができる。

また、請求項４に係る本発明の家屋の電源装置は、請求項３に記載の家屋の電源装置において、前記蓄電池は、前記車両に搭載された蓄電池であることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、車両に搭載された蓄電池を家屋の電気負荷に接続して電力を供給することができる。

また、請求項５に係る本発明の家屋の電源装置は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の家屋の電源装置において、前記蓄電池は、前記家屋の給電経路からの深夜電力、及び/または、家屋用発電手段から得られる電力を蓄える蓄電池であることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、家屋の給電経路からの深夜電力、及び/または、家屋用発電手段から得られる電力が蓄えられた蓄電池から電気負荷に電力を供給することができる。

本発明の家屋の電源装置は、地震発生時に蓄電池からの電力の供給を速やかに遮断して配線損傷による短絡等の２次被害を防止することが可能になる。特に、２次災害を防止すると共に、地震が発生した際に蓄電池を充電状態に保つことが可能になる。

本発明の一実施例に係る家屋の電源装置の全体構成図である。地震が発生した際の動作フローチャートである。本発明の他の実施例に係る家屋の電源装置の要部構成図である。

図１、図２に基づいて本発明の家屋の電源装置を説明する。

図１には本発明の一実施例に係る家屋の電源装置の全体システムを説明するための概略状況、図２には地震が発生した際の動作フローを示してある。

図１に示すように、家屋１には電力会社からの商用電力（電力）が電線２を介して受電部３に供給され、受電部３に供給された電力は分電部４から電気負荷（家電装置や照明装置等）５に供給される。一方、家屋１には戸別電源装置６が備えられ、戸別電源装置６から電気負荷５に電力の供給が可能になっている。

戸別電源装置６には蓄電池１１が備えられ、蓄電池１１は分電部４から電力が供給されて充電される。分電部４からの電力は電力会社から供給される電力であり、蓄電池１１には料金が安い、例えば、深夜電力が供給されて充電される。また、家屋１には家屋用発電手段としての太陽光発電装置１２が備えられ、太陽光発電装置１２で得られた電力が蓄電池１１に供給されて充電される。

家屋用発電手段としては、太陽光以外の自然エネルギーにより発電を行う設備や、家庭用燃料電池、家庭用マイクロタービン等の発電設備が適用される。

戸別電源装置６には遮断手段としてのブレーカ１３が備えられ、また、戸別電源装置６には双方向充電器１０が備えられている。分電部４からの電力（交流）は双方向充電器１０で直流に変換されてブレーカ１３を介して蓄電池１１に供給され、蓄電池１１に蓄電された電力（直流）はブレーカ１３から双方向充電器１０で交流に変換されて電気負荷５に供給される。蓄電池１１の充電、蓄電池１１から電気負荷５への電力の供給の切換えは、制御手段１６により双方向充電器１０が制御されることにより実施される。

例えば、料金の安い深夜電力や太陽光発電装置１２で得られた電力が充電された状態で、昼間の電気負荷５の電力が蓄電池１１から供給され、実質的に深夜電力の料金以下のコストで昼間の電力を賄うことができる。

一方、戸別電源装置６には電気動力の車両１４が接続可能とされ、車両１４に対して蓄電池１１の電力が充電可能になっている。車両１４は、電動モータにより駆動力を得る電気自動車であり、駐車時に蓄電池１１の電力が車載蓄電池１５に供給されて車載蓄電池１５が充電される。車両としては、動力源としてエンジンと電動モータとを有するハイブリッド車両を用いることも可能である。

尚、蓄電池１１の電力により車両１４の車載蓄電池１５の充電を行う例を挙げて説明したが、車両１４を接続した際に太陽光発電装置１２で得られた電力及び分電部４からの電力により車載蓄電池１５の充電を行うことも可能である。そして、蓄電池１１とは並列に、もしくは、蓄電池１１の電力と合わせて電気負荷５に供給する構成にすることも可能である。

家屋１には地震検出手段としての加速度センサ２１が設置され、加速度センサ２１により揺れを検知することで地震の発生が検出される。加速度センサ２１で検知された揺れの情報は制御手段１６に送られる。

加速度センサ２１で検知された揺れの情報が制御手段１６に入力されると、所定の揺れにより地震が発生したことを判断し、制御手段１６はブレーカ１３を遮断して蓄電池１１から電気負荷５への電力の供給を遮断する。また、揺れの状態により、制御手段１６は、蓄電池１１を強制的に充電させるように双方向充電器１０を動作させる。

上記構成の家屋の電源装置では、電力会社から供給される電力のうち、低料金の深夜電力等が蓄電池１１に充電される。また、太陽光発電装置１２で発電された電力が蓄電池１１に充電される。蓄電池１１に充電された電力は、家屋１の電気負荷５の昼間の電力源として供給されたり、家屋１が停電した際のバックアップの電力として供給される。また、車両１４が接続されると、蓄電池１１の電力が車載蓄電池１５に充電され、車両１４の動力エネルギーが蓄えられる。

蓄電池１１から電気負荷５に電力が供給されている状態で、所定の揺れの地震が検出された場合、ブレーカ１３の動作により蓄電池１１から電気負荷５への電力の供給が遮断される。また、所定の揺れに満たない地震が発生した場合、蓄電池１１を強制的に充電させるようにしている。

これにより、蓄電池１１により電力が供給されている際に所定の揺れの地震が発生すると、蓄電池１１からの電力の供給を速やかに停止させ、配線損傷による短絡等の２次被害を防止することができる。また、所定の揺れに満たない地震が発生した際には、蓄電池１１の充電状態を確保することができる。

図２に基づいて地震が発生した際の動作を説明する。

加速度センサ２１が作動して地震の発生が検出されると、ステップＳ１で加速度センサ２１の検出値（加速度）がＡを超えているか否かが判断される。加速度Ａは、揺れが検出されているが、大きな地震が発生したとまではいえない程度の揺れ（例えば、震度２以下程度の揺れ）に相当する値となっている。

ステップＳ１で加速度がＡを超えていると判断された場合、地震が発生したと判断され、ステップＳ２で加速度がＢを超えているか否かが判断される。加速度Ｂは、加速度Ａよりも大きい値で、ある程度の規模の地震が発生したとされる程度の揺れ（例えば、震度４から５程度の揺れ：所定の揺れ）に相当する値となっている。

ステップＳ１で加速度がＡを超えていないと判断された場合、大きな地震が発生したとはいえないと判断され、ステップＳ３に移行して通常の制御を実施する。即ち、加速度センサ２１で地震が検出されていない状態での制御（蓄電池１１の充電、蓄電池１１の電力の供給）を実施する。

ステップＳ２で加速度がＢを超えていると判断された場合、ある程度の規模の地震（所定の揺れの地震）が発生したと判断され、ステップＳ４でブレーカ１３を作動させて蓄電池１１から電気負荷５への電力の供給を遮断してエンドとなる。つまり、蓄電池１１から電気負荷５に電力が供給されている状態で、所定の揺れの地震が検出された場合、蓄電池１１から電気負荷５への電力の供給が速やかに遮断される。

ステップＳ２で加速度がＢを超えていないと判断された場合、地震が発生したが所定の揺れの地震には至っていないと判断され、ステップＳ５で蓄電池１１を強制的に充電する。ステップＳ６で充電の完了が確認されると、ステップＳ７で一定時間待機する。一定時間待機した後、ステップＳ３に移行して通常の制御を実施してエンドとなる。

待機する時間は、所定の揺れの地震が発生する可能性が低くなることが判断される時間に設定されている。例えば、充電が完了しても、余震が続く状態で蓄電池１１の充電状態を維持し（電力の供給を停止し）、充電の状態を確保している。このため、所定の揺れが発生する可能性が低くなった時点で地震が検出されていない状態の制御に移行するので、例えば、余震が続く状態で蓄電池１１の充電状態を確実に確保することができる。

従って、地震発生時に蓄電池１１からの電力の供給を速やかに遮断して配線損傷による短絡等の２次被害を防止することが可能になり、地震が発生した際に蓄電池１１を充電状態に保つことが可能になる。

図３に基づいて家屋の電源装置の他の実施例を説明する。

図３には本発明の他の実施例に係る家屋の電源装置の戸別電源装置の概略構成を示してある。尚、図１に示した構成部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

図３に示すように、戸別電源装置３１にはブレーカ１３、双方向充電器１０及び制御手段１６が備えられ、制御手段１６には加速度センサ２１の情報が入力される。戸別電源装置３１には車両１４が接続可能とされ、車両１４が接続された際にブレーカ１３及び双方向充電器１０を介して車載蓄電池１５の電力が電気負荷５に供給される。

また、戸別電源装置３１には太陽光発電装置１２及び分電部４からの電力が供給され、供給された電力は、双方向充電器１０及びブレーカ１３を介して車両１４が接続された際に車載蓄電池１５に充電される。図３に示した実施例は、車両１４が接続された際に車載蓄電池１５が戸別電源装置３１の蓄電池を兼用する構成となっている。このため、戸別電源装置３１に蓄電池を備えることなく、電気負荷５に電力を供給することができる。

従って、地震発生の情報が加速度センサ２１から制御手段１６に送られると、ブレーカ１３が遮断されて車載蓄電池１５から電気負荷５への電力の供給が遮断され、配線損傷による短絡等の２次被害を防止することができる。また、揺れの程度により、車載蓄電池１５を強制的に充電させる、所定の揺れに満たない地震が発生した際には、車載蓄電池１５の充電状態を確保することができる。

本発明は、電力会社から供給される商用電力と蓄電池からの電力を併用する電源装置の産業分野で利用することができる。

１家屋
２電線
３受電部
４分電部
５電気負荷
６、３１戸別電源装置
１０双方向充電器
１１蓄電池
１２太陽光発電装置
１３ブレーカ
１４車両
１５車載蓄電池
１６制御手段
２１加速度センサ

Claims

家屋の電気負荷に接続される蓄電池と、
前記電気負荷と前記蓄電池との間に介在する遮断手段と、
地震の発生を検出する地震検出手段と、
前記地震検出手段により所定の揺れの地震を検知した際に前記遮断手段により前記蓄電池から前記電気負荷への電力の供給を遮断すると共に、
前記地震検出手段により検出された地震が前記所定の揺れに満たない場合、前記蓄電池を充電させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする家屋の電源装置。
請求項１に記載の家屋の電源装置において、
前記制御手段は、
前記蓄電池の充電が完了した後、前記所定の揺れの地震が検出されると予想される時間待機し、前記地震検出手段で地震が検出されていない状態の制御に移行する
ことを特徴とする家屋の電源装置。
請求項１または請求項２に記載の家屋の電源装置において、
前記蓄電池は、電気動力の車両に電力を供給する蓄電池である
ことを特徴とする家屋の電源装置。
請求項３に記載の家屋の電源装置において、
前記蓄電池は、前記車両に搭載された蓄電池である
ことを特徴とする家屋の電源装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の家屋の電源装置において、
前記蓄電池は、前記家屋の給電経路からの深夜電力、及び/または、家屋用発電手段から得られる電力を蓄える蓄電池である
ことを特徴とする家屋の電源装置。