JP6558561B2 - 災害時給電システム - Google Patents

Description

本発明は、災害時給電システムに関し、特に災害時に地域の核となる場所に安定した電力を供給することができる災害時給電システムに関する。

近年、自然エネルギーを利用した発電（太陽光発電、風力発電、水力発電など）が注目を集めている。このような自然エネルギーを利用した発電では二酸化炭素等の温室効果ガスが排出されず、燃料コストの低減を図ることができる。また、災害時の電力供給として、電力会社から供給される系統電力がダウンした場合に自然エネルギーを利用した発電によって電力を供給することも考えられている。

例えば、特許文献１には、災害等により発生した電力系統の異常事態に対応可能な電力買取システム用の系統連系装置が開示されている。また、この電力買取システム用系統連系装置の発電電力を用いて災害時における電力系統の異常事態を回避する緊急出力方法が開示されている。

また、特許文献２には、平常時における電源の不正使用やいたずらを抑制し、停電や災害などの非常時となった場合に安定して電力を供給する電力供給装置及び非常電源提供システムが開示される。特許文献３には、停電時の代替電源の確保を容易にし、かつ、電力会社から確実に代替電源を需要家に提供することを可能にする系統電力代替電源装置が開示される。

また、特許文献４には、災害時も情報通信設備を使用可能とするための防災支援パッケージが開示される。この防災支援パッケージでは、ケース内に情報通信設備が収納され、発電機、屋外無線ＬＡＮアンテナ、パーソネルコンピュータ、携帯端末装置等を備えることで、災害時の情報通信を可能としている。特許文献５には、地域の避難地の防災活動支援設備と防災まちづくりを兼ねることができる分散型防災拠点施設が開示される。この施設では、災害時に必要となる備蓄品を備蓄する備蓄部、電源を備えるとともに、他の通信装置と通信を行うための通信機器を備えている。

特許文献６には、災害時に利用可能な多目的防災ポールが開示される。この多目的防災ポールでは、収納ケースに非常用電源装置を内装した第一の移動台車と、災害時の救助用具を内装した第二の移動台車とを備えている。また、ポールの一端側には太陽光パネル装置と照明器具とが設けられている。

特開２０１４−１５８４２０号公報 特開２０１４−０９３９０６号公報 特開２００７−２５９５７３号公報 特開２００６−３３０９８２号公報 特開２００５−２９０９０８号公報 特開２０１３−１８２７８９号公報

しかしながら、自然エネルギーを利用する発電のなかでも太陽光や風力を利用するものは日照時間や風速などの気象条件に影響を受けやすい。このため、電力会社から供給される系統電力がストップした場合、昼夜を問わず安定的に電力を供給できるエネルギー源とは言い難い。ここで、蓄電池を用いることも考えられるが、長時間の使用に十分耐えうるだけの容量を確保するのは困難である。特に災害時においては、系統電力の復旧まで長い時間を要する場合があり、非常時の電源として昼夜を問わず、気象条件にも影響を受けずに安定した電力を連続して供給できるエネルギー源が求められる。

一方、社会基盤の整備によって災害時の電力確保を図る電力供給システムも構築されているが、このようなシステムは大がかりでコストもかかり、人口の多い都市部に偏りやすい。このため、小さな地域や区画、公園、避難所、病院等の公共性の高い施設など、地域の小領域ごとの給電システムについては進んでいないという問題がある。

本発明の目的は、地域における災害時の電力供給において、気象条件に左右されずに安定した電力を連続して供給することができる災害時給電システム及び給電ステーションを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の災害時給電システムは、気象条件に対する依存性の低い自然エネルギーを利用して発電する発電装置と、発電装置の発電による電力の送り先として、系統電力に接続される第１系統と、系統電力とは独立した第２系統とを切り替える第１切り替え部を有する系統切り替え装置と、電力を供給する供給プラグを有する給電ステーションと、常設されず、災害時に系統切り替え部と給電ステーションとの間に敷設される着脱自在の電源ケーブルと、を備える。

このシステムでは、平常時には系統切り替え装置と給電ステーションとの電源ケーブルによる接続は行われず、系統切り替え装置によって第１系統が選択されて発電装置による発電電力が系統電力へ送られる。

一方、災害時には前記系統切り替え装置と前記給電ステーションとの電源ケーブルによる接続が行われ、系統切り替え装置によって第２系統が選択される。そして、系統電力を使用せずに発電電力で系統切り替え装置が自立運転し、電源ケーブルを介して発電電力が前記給電ステーションに送られる。

このような構成によれば、平常時には発電装置による発電電力が第１系統を介して系統電力へ送られる。これにより、発電電力の売電が行われる。一方、災害時には、電源ケーブルを用いて系統切り替え装置と給電ステーションとを接続し、系統切り替え装置によって第２系統を選択する。これにより、発電電力が電源ケーブルを介して給電ステーションに送られ、給電ステーションの給電プラグから各種電気製品への電力供給が行われる。

本発明のシステムでは、発電装置として気象条件に対する依存性の低い自然エネルギーによる発電を可能とする装置を用いている。したがって、災害時に系統電力がストップした場合、日照時間や風速などの気象条件にほとんど依存せずに安定して電力を供給し続けることができる。また、電源ケーブルが常設ではないため、災害時の被害状況に合わせて臨機応変に電源ケーブルを引き回すことができる。

本発明の災害時給電システムにおいて、系統切り替え装置は、発電電力を系統電力と同様な仕様に変換するパワーコンディショナを備え、パワーコンディショナは、切り替え部によって第２系統が選択された場合、系統電力を使用せず、発電電力で動作するようにしてもよい。このような構成により、災害時に系統切り替え装置が発電電力で自立運転して、給電ステーションに系統電力と同様な使用の電力を供給できる。

本発明の災害時給電システムにおいて、系統切り替え装置は、系統電力及び発電電力の少なくとも一方の電力を用いて蓄電される蓄電池を備え、切り替え部により第１系統から第２系統に切り替えられる間、蓄電池からパワーコンディショナへ電力が供給されるようにしてもよい。このような構成により、災害時に系統電力から発電電力への切り替えを行う際に、系統電力によらず蓄電池の電力を利用してパワーコンディショナを動作させることができる。これによって、平常時から災害時への系統切り替えをシームレスに行うことができる。

本発明の給電ステーションは、系統電力に接続される第１系統と、系統電力とは独立し外部の自立発電装置と接続される第２系統と、の切り替えを行う第２切り替え部と、第２系統と接続される電力の供給プラグと、情報を表示する表示部と、を備える。この給電ステーションでは、平常時には第２切り替え部で第１系統が選択されて系統電力により表示部が動作する。一方、災害時には第２切り替え部で第２系統が選択されて自立発電装置から供給される発電電力を第２系統から供給プラグへ供給する。

このような構成によれば、平常時には系統電力を利用して表示部に地域情報や広告などの情報を表示させることができる。また、災害時には系統電力とは独立した第２系統を介して自立発電装置から供給される電力を供給プラグへ供給することができる。

本発明の給電ステーションにおいては、無線及び有線の少なくとも一方で情報を送受するネットワークインタフェースを備えていてもよい。このような給電ステーションでは、平常時には、ネットワークインタフェースは第１系統を介して系統電力で動作し、災害時には、ネットワークインタフェースは第２系統を介して発電電力で動作する。これにより、災害時であっても自立発電装置から供給される発電電力でネットワーク通信を行うことができる。

このように、平常時と災害時とで機能を切り替えることができる給電ステーションは、例えば地域の公共スペースに設置しておくことで有効利用される。すなわち、平常時には、給電ステーションが設置された地域の情報や広告などを表示部に表示させることで地域コミュニティが活性化する。一方、災害時には系統電力とは独立した第２系統を介して昼夜を問わず給電ステーションに電力が供給される。これにより、給電ステーションを中心とした災害支援、災害復旧の中核を担うことが可能になる。

本実施形態に係る災害時給電システムの構成を例示する模式図である。 平常時の動作を例示する模式図である。 災害時の動作を例示する模式図である。 系統切り替え装置の構成を例示するブロック図である。 給電ステーションの構成を例示するブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、電池をセットした直後の画面遷移図である。 （ａ）及び（ｂ）は、災害時の情報表示の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（災害時給電システムの構成）
図１は、本実施形態に係る災害時給電システムの構成を例示する模式図である。
図１に表したように、本実施形態に係る災害時給電システム１は、発電装置１０、系統切り替え装置２０、給電ステーション３０及び電源ケーブル４０を備えた構成である。発電装置１０は、気象条件に対する依存性の低い自然エネルギーを利用して発電する装置が用いられる。

ここで、気象条件とは日照時間、風向、風速、気温、湿度、気圧などの大気の状態のことであり、気象条件に対する依存性の低い自然エネルギーとは短期間（例えば１日）における気象条件の変動に大きな影響を受けない自然エネルギーのことである。例えば、水流（水の位置エネルギー）、地熱エネルギー、バイオマスエネルギーなどである。

本実施形態では、気象条件に対する依存性の低い自然エネルギーを利用して発電する発電装置１０として、水流を利用した水力発電を例とする。特に、本実施形態に係る災害時給電システム１は、地域単位でのシステム構築に有効であるため、水力発電としては用水路や排水路などの小規模な水流によって発電を行うマイクロ〜小型の水力発電を用いることが望ましい。発電装置１０は、水路ＷＬを流れる水の力で回転する水車１１と、水車１１の回転力によって発電する発電機１２とを有する。マイクロ水力発電では、農業用の用水路など比較的小さな水路ＷＬにも水車１１を容易に設置することができる。

系統切り替え装置２０は、発電装置１０の発電による電力の送り先を切り替える切り替え部（第１切り替え部）２１を有する。切り替え部２１は、発電装置１０による発電電力の送り先として、第１系統ＬＮ１と第２系統ＬＮ２との切り替えを行うスイッチである。

第１系統ＬＮ１は系統電力と接続される。系統電力とは、電力会社が家庭などへ供給する電力のことである。第１系統ＬＮ１は、電柱８０の変圧器８１を介して配電線９０に接続される。第２系統ＬＮ２は、系統電力とは独立した系統である。本実施形態では、第２系統ＬＮ２は給電ステーション３０へ電力を供給するための系統である。

系統切り替え装置２０は、発電装置１０を制御するコントローラと兼用であってもよい。また、系統切り替え装置２０は、発電装置１０のコントローラとは別に設けられていてもよい。本実施形態では系統切り替え装置２０が発電装置１０のコントローラと兼用になっている場合を例とする。

給電ステーション３０は、電力を供給する供給プラグ３２を有する。給電ステーション３０は、発電装置１０や系統切り替え装置２０からある程度離れた位置に設置される。給電ステーション３０は、公共性の高い建物内や敷地内、駐車場、人が多くあつまる場所に設置されることが望ましい。

給電ステーション３０には複数の供給プラグ３２が設けられる。１つの給電ステーション３０には例えば１０個程度の供給プラグ３２が設けられている。供給プラグ３２からは商用電源と同じ例えば交流１００Ｖが供給される。また、給電ステーション３０には、切り替え部（第２切り替え部）３１、ディスプレイ３３、ネットワークインタフェース３５及び照明器３６が設けられていてもよい。

切り替え部３１は、第１系統ＬＮ１と第２系統ＬＮ２との切り替えを行う。切り替え部３１によって第１系統ＬＮ１を選択すると、給電ステーション３０は電柱８０の配電線９０から第１系統ＬＮ１を介して供給される系統電力を受けることができる。また、切り替え部３１によって第２系統ＬＮ２を選択すると、給電ステーション３０は発電装置１０の発電電力を受けることができる。

ディスプレイ３３は情報を表示する表示部である。ディスプレイ３３には地域情報、宣伝広告、緊急情報などが表示される。ディスプレイ３３は、給電ステーション３０の筐体の正面に設けられる。表示する情報が見やすいように、例えば４０インチから５０インチ程度の液晶ディスプレイが用いられる。

ネットワークインタフェース３５は、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、Ｗｉ−Ｆｉなどの通信ネットワークに対応したインタフェースである。照明器３６は例えばＬＥＤ照明である。このように、給電ステーション３０は、電力の供給や情報の表示、通信ネットワークの基点としての機能を有する。

電源ケーブル４０は、系統切り替え装置２０と給電ステーション３０との間に敷設される着脱自在のケーブルである。電源ケーブル４０は、常設されるものではない。必要な場合のみ電源ケーブル４０によって系統切り替え装置２０と給電ステーション３０とが接続される。

（災害時給電システムの動作）
次に、本実施形態に係る災害時給電システム１の動作について説明する。
図２は、平常時の動作を例示する模式図、図３は、災害時の動作を例示する模式図である。
なお、本実施形態において災害とは、天災のほか、人災、事故など系統電力の停止に至る事態のことである。平常時とは、災害が起きていない時であり、系統電力が正常に供給されている時のことである。

先ず、平常時の動作について説明する。
図２に表したように、平常時には、系統切り替え装置２０と給電ステーション３０との電源ケーブル４０による接続は行われない。電源ケーブル４０は、系統切り替え装置２０や給電ステーション３０の筐体内や地域の防災コンテナ等に収納されており、平常時には使用されない。

平常時、系統切り替え装置２０の切り替え部２１は第１系統ＬＮ１を選択する。発電装置１０は水流によって常時発電しており、発電電力は発電系統ＧＬを介して系統切り替え装置２０に送られる。切り替え部２１によって第１系統ＬＮ１が選択されている場合には、発電電力は第１系統ＬＮ１を介して配電線９０に送られる。これにより、発電電力の売電が行われる。

平常時、給電ステーション３０の切り替え部３１は第１系統ＬＮ１を選択する。これにより、給電ステーション３０には配電線９０から送られる系統電力が第１系統ＬＮ１を介して供給される。給電ステーション３０の各部は系統電力によって動作する。例えば、ネットワークインタフェース３５を介して受信した地域情報をディスプレイ３３に表示する。ディスプレイ３３によって地域のお店の販売広告を放映してもよい。また、ネットワークインタフェース３５をいわゆるＷｉ−Ｆｉスポットとして利用してもよい。夜間に照明器３６を点灯することで街灯としても利用される。

なお、給電ステーション３０の供給プラグ３２や切り替え部３１は扉の中に設けておくことが望ましい。平常時には扉を施錠しておき、勝手に切り替え部３１を切り替えられたり、供給プラグ３２を無断使用されたりしないようにしておく。

次に、災害時の動作について説明する。
図３に表したように、災害時には、系統切り替え装置２０と給電ステーション３０との電源ケーブル４０による接続を行う。電源ケーブル４０は、通常は系統切り替え装置２０や給電ステーション３０の筐体や地域の防災コンテナなどに収納されている。災害が発生して系統電力が停止した場合、先ず、電源ケーブル４０によって系統切り替え装置２０と給電ステーション３０とを接続する。

本実施形態の災害時給電システム１では、常設ではない電源ケーブル４０を使用することにより、特に災害時に効果を発揮する。すなわち、もし、電源ケーブル４０が道路や電柱８０を介して常設されていると、災害の状況によっては電源ケーブル４０が建造物の下敷きになって切断されてしまう可能性がある。また、使用する前に電源ケーブル４０の状態を確認するための点検に時間を要することになる。本実施形態のように、電源ケーブル４０を常設せず、災害が発生したときに接続するようにすれば、災害時の被害状況に合わせて臨機応変に電源ケーブル４０を引き回すことができ、迅速に対応することが可能になる。

電源ケーブル４０の両端は雄型プラグになっており、系統切り替え装置２０及び給電ステーション３０のそれぞれの雌型プラグに雄型プラグを差し込むことで容易に接続が完了する。

電源ケーブル４０を引き回して系統切り替え装置２０と給電ステーション３０とを接続したあとは、系統切り替え装置２０の切り替え部２１によって第２系統ＬＮ２を選択する。なお、切り替え部２１による切り替えは自動で行ってもよい。すなわち、系統電力の状態を監視しておき、系統電力が停止した場合には第１系統ＬＮ１から第２系統ＬＮ２へ自動切り替えするようにしてもよい。

給電ステーション３０側においては、扉の施錠を解除して、切り替え部３１によって第１系統ＬＮ１から第２系統ＬＮ２への切り替えを行う。

電源ケーブル４０の接続、切り替え部２１及び３１の第２系統ＬＮ２への切り替えが行われると、発電装置１０による発電電力は、発電系統ＧＬから系統切り替え装置２０に送られ、第２系統ＬＮ２から電源ケーブル４０を介して給電ステーション３０に送られる。発電装置１０は水流によって常時発電している。気象条件に対する依存性の低い自然エネルギーを利用した発電のため、昼夜を問わず、また気象条件にもほとんど影響を受けずに安定した電力を連続して給電ステーション３０に送ることができる。

災害時において、系統切り替え装置２０は系統電力を使用せずに発電装置１０による発電電力のみで自立運転し、発電電力を給電ステーション３０に送ることができる。給電ステーション３０は、系統切り替え装置２０から電源ケーブル４０を介して送られる発電電力を供給プラグ３２に供給する。

供給プラグ３２には常時安定した電力が供給される。また、ディスプレイ３３、ネットワークインタフェース３５及び照明器３６も発電電力によって動作する。このように、災害時には、系統電力からは独立した自立給電系統が確立され、給電ステーション３０に常時安定した電力が供給されることになる。

本実施形態に係る災害時給電システム１では、発電装置１０としてマイクロ〜小型の水力発電を用い、給電ステーション３０を公共性の高い建物内や敷地内、駐車場、人が多くあつまる場所に設置しておくことで、地域単位で自立した給電系統を簡単に構築することができる。すなわち、大規模な社会基盤や発電システムを構築する必要はなく、町単位、公民館単位、学区単位、避難区域単位など、比較的狭い地域の単位で独立した給電システムを構成することが可能になる。

（系統切り替え装置の構成）
次に、系統切り替え装置２０の構成について説明する。
図４は、系統切り替え装置の構成を例示するブロック図である。
図４に表したように、系統切り替え装置２０は、制御部２０１と、パワーコンディショナ２０２と、予備バッテリ２０３と、切り替え部２１と、を備える。

制御部２０１は、パワーコンディショナ２０２など各部を制御する。制御部２０１には、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）が用いられる。制御部２０１は、各種センサからの信号を受けて、所定のプログラムに従いパワーコンディショナ２０２などの各部の制御を実行する。制御部２０１は各種のランプＬＰ１〜ＬＰ４の点灯を制御して、警告などを報知する。

パワーコンディショナ２０２は、発電機１２から送られる発電電力を系統電力と同様な使用に変換する装置である。発電機１２から送られる発電電力は変換器ＣＶ１を介して直流に変換されて制御部２０１へ送られる。また、発電電力は変換器ＣＶ２を介して直流電圧に変換されてパワーコンディショナ２０２に送られる。パワーコンディショナ２０２は直流電圧を商用電源と同様な例えば交流１００Ｖに変換する。

予備バッテリ２０３は、第１系統ＬＮ１及び第２系統ＬＮ２の少なくとも一方の電力を用いて蓄電される。切り替え部２１により第１系統ＬＮ１から第２系統ＬＮ２に切り替えられる間、予備バッテリ２０３からパワーコンディショナ２０２へ電力が供給される。予備バッテリ２０３は、制御部２０１の予備電源としても用いられる。

パワーコンディショナ２０２の後段には切り替え部２１が設けられる。パワーコンディショナ２０２から出力された発電電力は、切り替え部２１によって第１系統ＬＮ１または第２系統ＬＮ２のいずれかに送られる。第１系統ＬＮ１及び第２系統ＬＮ２に送られる発電電力は計器２０４によってモニタされる。

切り替え部２１は、手動によって第１系統ＬＮ１及び第２系統ＬＮ２を選択する構成でも、自動によって選択する構成でもよい。自動によって選択する構成では、制御部２０１に入力される各種のセンサからの信号（例えば、系統電力の量を検出するセンサからの信号）に基づき、系統電力の量が一定の閾値よりも下がった場合に制御部２０１から切り替え部２１を第２系統ＬＮ２に切り替えるよう指示を出せばよい。

このような系統切り替え装置２０において、切り替え部２１によって第２系統ＬＮ２を選択した場合、制御部２０１及びパワーコンディショナ２０２などの各部は系統電力を使用せず発電電力のみで自立運転可能となる。したがって、系統電力が停止している状況であっても、発電電力をパワーコンディショナ２０２で商用電源に変換して、電源ケーブル４０から給電ステーション３０へ供給し続けることができる。

（給電ステーションの構成）
次に、給電ステーション３０の構成について説明する。
図５は、給電ステーションの構成を例示するブロック図である。
図５に表したように、給電ステーション３０は、制御部３０１と、切り替え部３１と、供給プラグ３２と、ディスプレイ３３と、ネットワークインタフェース３５と、照明器３６と、予備バッテリ３０３と、を備える。これらの構成は給電ステーション３０に１つのパッケージとして設けられる。なお、給電ステーション３０は、地面に固定されるアンカーを備えていても、移動できるようにキャスタが設けられていてもよい。

制御部３０１は、ディスプレイ３３、ネットワークインタフェース３５及び照明器３６などの各部を制御する部分である。切り替え部３１は制御部３０１の前段に設けられ、第１系統ＬＮ１及び第２系統ＬＮ２のいずれか一方を選択する。

予備バッテリ３０３は、第１系統ＬＮ１及び第２系統ＬＮ２の少なくとも一方の電力を用いて蓄電される。切り替え部３１により第１系統ＬＮ１から第２系統ＬＮ２に切り替えられる間、予備バッテリ３０３から制御部３０１へ電力が供給される。

このような給電ステーション３０において、切り替え部３１によって第２系統ＬＮ２を選択した場合、制御部３０１などの各部は系統電力を使用せず発電電力のみで自立運転可能となる。したがって、系統電力が停止している状況であっても、発電電力を供給プラグ３２に供給し続けることができる。供給プラグ３２から商用電源が出力されるため、炊飯器、テレビ、携帯端末等の充電など、各種の電気機器を安定して使用することが可能になる。

（適用例）
次に、本実施形態に係る災害時給電システム１の適用例について説明する。
図６は、地域防災への適用例を示す模式図である。
図６には地域の施設のレイアウトが例示される。例えば、幹線道路を中心として、工場Ａ１、公民館Ａ２、学校Ａ３、地域医療拠点Ａ４、個人病院Ａ５、ショッピングセンタＡ６、コンビニエンスストアＡ７、公園Ａ８及び住宅街Ａ９がレイアウトされる。

この地域を流れる水路ＷＬには、本実施形態の災害時給電システム１の発電装置１０である発電装置ＧＳ−１、ＧＳ−２及びＧＳ−３が設けられる。いずれもマイクロ水力発電機が用いられる。なお、図６には示さないが、各発電装置ＧＳ−１、ＧＳ−２及びＧＳ−３にはそれぞれ系統切り替え装置２０が接続されている。

また、この地域には、給電ステーション３０として、複数台の給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８が設置される。給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８は、公共性を勘案して、災害時の避難場所や重要拠点などに設置される。

図６の例では、給電ステーションＳＴ−１は地域医療拠点Ａ４に設置され、給電ステーションＳＴ−２は工場Ａ１に設置され、給電ステーションＳＴ−３は公民館Ａ２に設置される。また、給電ステーションＳＴ−４はコンビニエンスストアＡ７に設置され、給電ステーションＳＴ−５は個人病院Ａ５に設置される。さらに、給電ステーションＳＴ−６は公園Ａ８に設置され、給電ステーションＳＴ−７はショッピングセンタＡ６の駐車場に設置され、給電ステーションＳＴ−８は学校Ａ３に設置される。

平常時においては、電源ケーブル４０は接続されておらず、各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８は系統電力によってそれぞれ動作している。例えば、地域医療拠点Ａ４に設置される給電ステーションＳＴ１は、医療に関する情報をディスプレイ３３に表示すればよい。個人病院Ａ５に設置される給電ステーションＳＴ−５は、医療に関する情報や開院時間や休診日などの案内をディスプレイ３３は３に表示してもよい。

工場Ａ１に設置される給電ステーションＳＴ−２は、企業の広告をディスプレイ３３に表示してもよい。ショッピングセンタＡ６やコンビニエンスストアＡ７に設置される給電ステーションＳＴ−４、ＳＴ−７は、その日の特売情報などをディスプレイ３３に表示してもよい。

各給電ステーションＳＴ１〜ＳＴ８は、自治体の案内をディスプレイ３３に表示してもよい。例えば、通常は広告などを表示し、所定の時間や緊急の場合など、自治体から一斉に情報を配信して、それを受信した際にはその情報の表示を優先するようにしてもよい。各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８を地域のＣＡＴＶネットワークに接続しておき、ディスプレイ３３に表示させる情報をＣＡＴＶネットワーク経由で一元管理してもよい。

ここで、このような地域に災害が発生したと想定する。
災害の発生によって系統電力が停止した場合には、先ず、各発電装置ＧＳ−１、ＧＳ−２及びＧＳ−３に接続された系統切り替え装置２０と、各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８を電源ケーブル４０で接続する処理を行う。電源ケーブル４０は、被害状況に応じて引き回せばよい。災害時には、災害対策基本法、消防団を中核とした地域防災力の充実強化に関する法律などの適用によって、道路上や敷地内に電源ケーブル４０を敷設することができることから、最も効率のよい引き回しを行えばよい。

図６に示す例では、発電装置ＧＳ−１は給電ステーションＳＴ−１及び給電ステーションＳＴ−２と電源ケーブル４０で接続される。なお、給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８に他の給電ステーションとカスケード接続できる構成を設けておいてもよい。これにより、例えば給電ステーションＳＴ−３は、給電ステーションＳＴ−２を介して発電装置ＧＳ−１と接続される。

また、発電装置ＧＳ−２は給電ステーションＳＴ−４、ＳＴ−５及びＳＴ−６と電源ケーブル４０で接続され、発電装置ＧＳ−３は給電ステーションＳＴ−７と電源ケーブル４０で接続される。また、給電ステーションＳＴ−８は給電ステーションＳＴ−７を介して発電装置ＧＳ−３と接続される。

各切り替え部２１及び３１を第２系統ＬＮ２に切り替えることで、各発電装置ＧＳ−１〜ＧＳ−３での発電電力は、それぞれの給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８に供給される。各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８は、各発電装置ＧＳ−１〜ＧＳ−３から供給される発電電力によって供給プラグ３２からの給電と、ディスプレイ３３、ネットワークインタフェース３５及び照明器３６等の動作を行う。

各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８には、各発電装置ＧＳ−１〜ＧＳ−３から系統電力を利用しない自立発電による給電が行われる。各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８のディスプレイ３３には、災害情報を表示するようにすればよい。この情報は、自立発電の電力で動作するネットワークインタフェース３５を介して各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８に伝達される。

各発電装置ＧＳ−１〜ＧＳ−３がマイクロ水力発電機であると、小さな水路ＷＬに容易に設置することができる。また、昼夜を問わず安定して電力が供給されるため、災害時には各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８が災害情報を発信する最前線基地になるとともに、地域住民の食事の供給や、災害対策、復旧の中核要素として重要な役割を果たすことになる。

（連携ネットワーク）
次に、連携ネットワークについて説明する。
図６に示したように、災害時において、複数の発電装置ＧＳ−１〜ＧＳ−３、複数の給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８が適宜電源ケーブル４０によって接続された場合、それぞれの接続状況を連携ネットワークで確認できるようにしてもよい。

連携ネットワークを適用するには、各発電装置ＧＳ−１〜ＧＳ−３（または系統切り替え装置２０）及び各各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８に識別情報と位置情報（ＧＰＳ（Global Positioning System）による位置情報など）を与えておき、連携ネットワークによって互いの情報を交換するようにする。

例えば、電源ケーブル４０を接続した際、各発電装置ＧＳ−１〜ＧＳ−３（または系統切り替え装置２０）及び各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８（以下、これらを単に「装置」とも言う。）において連携ネットワークへの接続プログラムを実行する。これにより、それぞれの装置は自らに付与された識別情報と位置情報とを連携ネットワークに送る。各装置は、他の装置から送信された識別情報と位置情報とを受信する。

また、電源ケーブル４０を介したネットワーク規格を利用することで、各装置の接続関係が連携ネットワーク上で把握される。これにより、各装置は地域の給電系統網を認識することができる。また、給電経路網は各発電装置ＧＳ−１〜ＧＳ−３ごとに形成されるが、無線ネットワークを介して他の給電経路網の状況も把握することができる。

さらに、連携ネットワークに接続された各装置は、自らの状況（給電量、消費電力など）の情報を所定のタイミングで連携ネットワーク上に送信する。これにより、各装置は互いの状況を把握することができる。

図７（ａ）及び（ｂ）は、災害時の情報表示の一例を示す図である。
図７（ａ）には各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８のディスプレイ３３に表示される給電経路網の例が表される。連携ネットワークを用いて各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８は給電経路網を把握している。この給電経路網を地図形式で表示すると、どの場所に給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８があるのかを見ることができる。

図７（ｂ）には各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８のディスプレイ３３に表示される発電及び給電状況の例が表される。連携ネットワークを用いて各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８は互いの発電、給電状況を把握している。ディスプレイ３３には、どの給電ステーションＳＴ１〜ＳＴ８にどの程度給電され、どの程度の電力消費があるかのグラフ表示が行われる。

各給電ステーションＳＴ１〜ＳＴ８での電力消費が分かると、電源ケーブル４０の繋ぎ直しの目安を得ることができる。例えば、図６に示す給電ステーションＳＴ−３の電力消費が多いことが分かった場合、給電ステーションＳＴ−３に接続された電源ケーブル４０を電力消費の少ない給電ステーションＳＴ−５に繋ぎ変えるようにすればよい（図６の破線参照）。電源ケーブル４０が着脱自在であるため、このような繋ぎ直しを容易に行うことができる。

なお、このような情報は各給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ１から無線ＬＡＮによって配置されてもよい。携帯端末などで利用可能なアプリケーションを用意しておくことで、携帯端末の利用者は、図７（ａ）及び（ｂ）のような画面表示を携帯端末で得ることができる。例えば携帯端末のアプリケーションを利用することで、利用者は地図表示を参照しながら、例えば現在位置から最も近い給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８の場所まで案内してもらうことができる。また、どの給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８の電力消費が少ないのかを把握でき、空いている給電ステーションＳＴ−１〜ＳＴ−８を見つけて利用することも可能になる。

以上説明したように、実施形態に係る災害時給電システム１及び給電ステーション３０によれば、地域における災害時の電力供給において、気象条件に左右されずに安定した電力を連続して供給することができる自立型給電系統を構成することが可能になる。

なお、上記に本実施形態およびその適用例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の実施形態またはその適用例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態や適用例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

１…災害時給電システム
１０…発電装置
１１…水車
１２…発電機
２０…系統切り替え装置
２１…切り替え部
３０…給電ステーション
３１…切り替え部
３２…供給プラグ
３３…ディスプレイ
３５…ネットワークインタフェース
３６…照明器
４０…電源ケーブル
８０…電柱
９０…配電線
２０１…制御部
２０２…パワーコンディショナ
２０３…予備バッテリ
２０４…計器
３０１…制御部
３０３…予備バッテリ
ＬＮ１…第１系統
ＬＮ２…第２系統
ＷＬ…水路

Claims (3)

1. 気象条件に対する依存性の低い自然エネルギーを利用して発電する発電装置と、
   前記発電装置の発電による電力の送り先として、系統電力に接続される第１系統と、前記系統電力とは独立した第２系統とを切り替える第１切り替え部を有する系統切り替え装置と、
   電力を供給する供給プラグを有する給電ステーションと、
   常設されず、災害時に前記系統切り替え部と前記給電ステーションとの間に敷設される着脱自在の電源ケーブルと、
   を備え、
   平常時には前記系統切り替え装置と前記給電ステーションとの前記電源ケーブルによる接続は行われず、前記系統切り替え装置によって前記第１系統が選択されて前記発電装置による発電電力が前記系統電力へ送られ、
   災害時には前記系統切り替え装置と前記給電ステーションとの前記電源ケーブルによる接続が行われ、前記系統切り替え装置によって前記第２系統が選択され、前記系統電力を使用せずに前記発電電力で前記系統切り替え装置が自立運転し、前記電源ケーブルを介して前記発電電力が前記給電ステーションに送られることを特徴とする災害時給電システム。
2. 前記系統切り替え装置は、前記発電電力を前記系統電力と同様な仕様に変換するパワーコンディショナを備え、
   前記パワーコンディショナは、前記切り替え部によって前記第２系統が選択された場合、前記系統電力を使用せず、前記発電電力で動作することを特徴とする請求項１記載の災害時給電システム。
3. 前記系統切り替え装置は、前記系統電力及び前記発電電力の少なくとも一方の電力を用いて蓄電される蓄電池を備え、
   前記切り替え部により前記第１系統から前記第２系統に切り替えられる間、前記蓄電池から前記パワーコンディショナへ電力が供給されることを特徴とする請求項２記載の災害時給電システム。
   

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