JP5757782B2 - 建物用電力供給システム - Google Patents
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Description
上記の構成により、本発明の建物用電力供給システムでは、双方向インバータを設置することにより、蓄電部を複数備えながらも充電器を蓄電部毎に用意する必要がなくなる結果、システムの小型化を実現するとともに、充電器での発熱ロスを抑えることでエネルギー変換効率についても向上する。
かかる構成により、例えば建物の居住者は、経済的メリットを重視した第1モードと、環境負荷の削減を重視した第2モードとのうちから、自己の価値観やライフスタイルに基づいて最適な電力供給モードを選択することが可能となる。さらに、例えば、フィードインタリフ制度(固定価格買い取り制度)の終了等により、発電部が発電した電力を逆潮流することができず建物内で消費するようになった場合にも、システムの見直しを図る必要がなくなる。
かかる構成であれば、電力を蓄電する蓄電部と、電力を放電する蓄電部とを適宜切り替えることにより、負荷への電力供給を効率良く行うことが可能になる。
かかる構成であれば、発電部による発電ができない時間帯において、システム全体における電力供給の合理化を図ることが可能になる。
本発明の一実施形態(以下、本実施形態とも言う)に係る建物用電力供給システムについて、図1乃至12を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る建物用電力供給システムの全体構成図である。図2は、建物用電力供給システムにおける制御系統を示すブロック図である。図3乃至6Bは、電力供給処理のフロー図である。図7及び8は、後述する売電優先モードによる電力供給状態を示す図(第1図及び第2図)である。図9乃至11は、後述する買電回避モードによる電力供給状態を示す図(第1図、第2図及び第3図)である。図12及び13は、夜間時間帯向けの電力供給状態を示す図(第1図及び第2図)である。
なお、図示の便宜上、図7から図13の各図に図示された回路中、電流が流れる部分(通電部分)を太線にて示している。
本システムSは、建物内における電力需要、すなわち、建物内で発生する負荷Lに対して電力を供給するシステムであり、具体的には、建物内で使用される電力消費機器に対して電力を供給する。なお、以降の説明では、建物の一例して住宅Hを挙げ、住宅H内における負荷Lに対して電力を供給するための電力供給システムについて説明する。ただし、住宅Hは建物の一例に過ぎず、その内空間にて負荷Lが発生するものである限り、例えば、オフィスビル、工場内の建屋、店舗等であってもよい。
回路ユニット3は、前述したとおり、主に、第1ラインA1〜第6ラインA6によって構成される。以下、図1を参照しながら、各ラインA1〜A6別に構成を説明する。
次に、制御ユニット4の構成や動作例等について説明する。
前述したように、本システムSでは、負荷Lへの電力供給モードとして、売電優先モードと買電回避モードとが選択可能である。本システムSは、上記2つのモードのうち、ユーザが操作パッド42上で選択したモードにて負荷Lに電力を供給する。
そして、スイッチ切り替え部41cは、モード決定部41bが選択した電力供給モードに応じ、上述した電力計測器からの出力信号(特に、発電量センサM1からの発電量信号、及び、消費電力量センサM4からの消費量信号)に基づいて切り替え操作を実行する。
なお、本実施形態において、負荷選択部41eは、発電ユニット1が電力を発電した発電量、各蓄電池21の蓄電量、及び、負荷Lにおける消費電力量を監視しながら、遮断スイッチSHの開閉を切り替える。
また、時刻管理部41fは、現在時刻が夜間時間帯のうち、いわゆる電気料金が安くなる深夜時間帯になると、深夜時間帯向けの電力供給がなされるように信号をスイッチ切り替え部41cに向かって出力し、当該信号を受け取ったスイッチ切り替え部41cは、上記の夜間時間帯向けの電力供給がなされるように切り替え操作を行う。
電力供給処理では、図3に示すように、先ず、各センサM1〜M4による電力計測が実施され、当該計測結果を示す信号がホームサーバ41の通信部41aに向けて出力される(S001)。
モード決定部41bが売電優先モードに決定した場合であって、発電ユニット1が発電可能な時間帯(すなわち、夜間以外の時間帯)にあるケース(S004で記号Aにて示されるケース)では、ホームサーバ制御部41gが、ステップS001にて受信された各センサM1〜M4からの出力信号を解析する。当該解析工程において、ホームサーバ制御部41gは、消費電力量センサM4からの出力信号に基づいて、負荷Lにおける電力の消費量を算出する。
一方、蓄電部算出部41dが各蓄電池21の蓄電量を算出し、さらに、当該算出結果から総蓄電量(全ての蓄電池21の蓄電量の総和)を求める。
一方、総蓄電量が消費電力量を下廻る場合には(S011でNo)、図8に示すように、全ての蓄電池21に蓄電された電力を放電して負荷Lに供給し、不足分を、発電ユニット1による発電電力によって補い、当該発電電力の余剰分が商用電源CPに逆潮流するようになる(S013)。
上記の実施形態には、主として本発明の建物用電力供給システムについて説明した。しかし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
4 制御ユニット、5 宅内ネットワーク、6 分電盤、
21 蓄電池、22 逆流防止ダイオード、
31 DC−ACインバータ、32 コンバータ、
33 双方向インバータ、
41 ホームサーバ、41a 通信部、41b モード決定部、
41c スイッチ切り替え部、41d 蓄電量算出部、41e 負荷選択部、
41f 時刻管理部、41g ホームサーバ制御部、
42 操作パッド、
A1 第1ライン、A2 第2ライン、A3 第3ライン、
A4 第4ライン、A5 第5ライン、A6 第6ライン、
CP 商用電源、H 住宅、L 負荷、
L1 重要負荷、L2 非重要負荷、
M1 発電量センサ、M2 売電量センサ、
M3 買電量センサ、M4 消費電力量センサ、
S 本システム(建物用電力供給システム)、SH 遮断スイッチ、
SW オンオフスイッチ、SSW 切り替えスイッチ、
Ta,Tb 端子
Claims (6)
- 建物に取り付けられ、自然エネルギーを利用して発電する発電部と、該発電部が発電した電力及び商用電源からの電力を蓄電することが可能な複数の蓄電部と、を備えた、建物内で発生する負荷へ電力を供給する建物用電力供給システムであって、
前記商用電源からの電力を前記蓄電部に蓄電する際に通電状態となる蓄電回路と、
前記蓄電部に蓄電された電力を放電して前記負荷へ供給する際に通電状態となる放電回路と、
前記蓄電回路の端子及び前記放電回路の端子のうち、接続する側の端子を切り替えて、前記蓄電回路と前記放電回路のうちのいずれかを通電状態にするスイッチと、を前記蓄電部毎に備え、
前記蓄電回路が通電状態となって前記商用電源からの電力を前記蓄電部に蓄電する際に前記商用電源から前記蓄電部に向かって流れる電流を交流電流から直流電流に変換し、かつ、前記放電回路が通電状態となって前記蓄電部から前記負荷に向かって流れる電流を直流電流から交流電流に変換する1個のみの双方向インバータを、備えることを特徴とする建物用電力供給システム。 - 前記発電部が発電した電力を前記商用電源へ逆潮流させることが可能であり、
前記発電部が発電した電力を前記商用電源へ逆潮流させる際に前記発電部から前記商用電源に向かって電流が流れる逆潮流回路と、
該逆潮流回路内に設置された、前記発電部から前記商用電源に向かって流れる電流を直流電流から交流電流に変換するインバータと、を備え、
前記逆潮流回路は、前記放電回路とは別回路をなしており、前記インバータは、前記1個のみの双方向インバータとは別体をなしていることを特徴とする請求項1に記載の建物用電力供給システム。 - 前記蓄電部毎に設けられた前記放電回路及び前記蓄電回路には、いずれも、前記放電回路と前記蓄電回路との間で共通の共通回路が含まれており、
該共通回路内に前記双方向インバータが設置されていることを特徴とする請求項2に記載の建物用電力供給システム。 - 前記発電部が発電した電力を前記蓄電部に蓄電する際に通電状態となる第2の蓄電回路と、該第2の蓄電回路の状態を切り替える第2のスイッチと、を前記蓄電部毎に備え、
前記スイッチ及び前記第2のスイッチを操作して前記蓄電部における電力の蓄電及び放電を前記蓄電部毎に切り替える切り替え操作を実行する切り替え部と、
前記発電部が発電した電力、前記商用電源からの電力、及び、前記蓄電部に蓄電された電力のうち、どの電力を前記負荷へ供給するかを決定する決定部と、を有し、
該決定部は、前記負荷への電力供給モードとして、第1モードと第2モードとのうち、いずれかのモードを選択し、
前記第1モードが選択されたときには、前記蓄電部に蓄電された電力を放電して前記負荷に供給するとともに、前記発電部が発電した電力のうちの余剰分が前記商用電源へ逆潮流され、
前記第2モードが選択されたときには、複数の前記蓄電部のうちのいずれかに蓄電された電力を前記負荷に供給するとともに、放電していない残りの前記蓄電部に前記発電部が発電した電力が蓄電され、
前記切り替え部は、前記決定部が決定した前記電力供給モードに応じて、前記切り替え操作を実行することを特徴とする請求項3に記載の建物用電力供給システム。 - 前記決定部が前記電力供給モードを前記第2モードに決定した場合には、複数の前記蓄電部のうち、電力の蓄電量が最も多い前記蓄電部に蓄電された電力が優先的に放電され、かつ、前記蓄電量が最も少ない前記蓄電部に前記発電部が発電した電力が蓄電され、蓄電が完了した時点で蓄電された電力が放電されるように、前記切り替え部が前記切り替え操作を実行することを特徴とする請求項4に記載の建物用電力供給システム。
- 前記発電部は、自然エネルギーとしての太陽光エネルギーを利用して発電し、
前記決定部が前記電力供給モードを前記第1モードに決定した場合の夜間時間帯には、複数の前記蓄電部のうち、少なくとも1つの蓄電部に蓄電された電力を放電して前記負荷に供給し、複数の前記蓄電部の全てに蓄電された電力を放電しても前記負荷への供給量が足りない場合には前記商用電源からの電力が前記負荷に供給され、かつ、前記夜間時間帯のうち、前記商用電源からの電力の使用量あたりの単価が安くなる深夜時間帯中は前記商用電源からの電力が前記負荷に供給されるとともに前記蓄電部に蓄電されるように、前記切り替え部が前記切り替え操作を実行することを特徴とする請求項5に記載の建物用電力供給システム。
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