WO2011068133A1 - 充放電システム、発電システムおよび充放電制御装置 - Google Patents

Abstract

　この充放電システムは、蓄電部（７１）と、蓄電部の充放電を制御する充放電制御部（７５）とを備え、充放電制御部は、通常運転時に、蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になった場合に、放電を行わないように制御し、非常時には、蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になっても蓄電部の放電を行い、蓄電量が第１閾値よりも小さい第２閾値以下になると蓄電部の放電を停止するように制御するように構成されている。

Description

充放電システム、発電システムおよび充放電制御装置

　本発明は、充放電システム、発電システムおよび充放電制御装置に関する。

　従来、電力を蓄電可能な蓄電池を備えた発電システムが知られている。このような発電システムは、たとえば、特開平１１－１２７５４６号公報に開示されている。

　太陽光発電モジュールには、太陽光発電モジュールの発電電力を蓄電可能なように蓄電池が接続されている。蓄電池は、電力系統からも充電することが可能に構成されている。定常時（通常運転時）には、電力系統から特定負荷に電力を供給し、災害時等の停電時（非常時）には、蓄電池に蓄電された電力を用いて特定負荷に電力を供給するように蓄電池の充放電を制御することが開示されている。

　しかしながら、非常時にのみ蓄電池に蓄電された電力を使用し、通常運転時には蓄電池に蓄電された電力を使用しないので、電力を有効に活用することができないという不都合がある。そこで、非常時のみならず、通常運転時にも蓄電池に蓄電された電力を使用することも考えられる。

　しかしながら、通常運転時に蓄電池に蓄電された電力を使用する構成にした場合、非常時の蓄電残量が少なくなってしまう場合があり、非常時に十分な電力を蓄電部から供給することが困難になってしまうという不都合がある。

　そこで、非常時にも十分な電力を蓄電部から供給することが可能な発電システムが知られている。このような発電システムは、たとえば、特開２００９－１５９７３０号公報に開示されている。

　通常運転時に蓄電部の蓄電残量が所定割合まで低下した場合に、充電を行うように制御することによって、停電時においても蓄電部の残量を確保することが可能な発電システムが開示されている。この発電システムでは、分散電源（太陽光発電モジュール）と蓄電部とが直流側で電力系統に直接接続されている。また、この発電システムでは、通常運転時において、蓄電部の蓄電残量が所定割合まで低下した場合に、蓄電部の充電を開始し、満充電になった後には充電を停止し、再び蓄電部の蓄電残量が所定割合まで低下するまで蓄電部から負荷への電力供給を行っている。すなわち、通常運転時において、蓄電部の充電と放電とを常に繰り返すように構成されている。

特開平１１－１２７５４６号公報 特開２００９－１５９７３０号公報

　しかしながら、分散電源（発電モジュール）と蓄電部とが同一の直流／交流変換器を介して電力系統に接続されているので、仮に発電システムにおいて逆潮流を行う場合には、電力系統からの電力を用いて充電した蓄電部の電力を電力系統に戻すことになってしまう。このように電力系統から蓄電部に充電した電力を再び電力系統に逆潮流する構成は、日本では電力系統の安定的な運転などの観点から電力供給者に認められていないため、斯かる発電システムでは逆潮流を行うことができない。若しくは、系統から充電できない。その場合、蓄電部には分散電源（発電モジュール）からのみの充電となり、不安定な充電のみとなる。そのため安定した充電量を確保するのが困難なシステムである。また、非常時に蓄電部の充電量が空になるまで放電してしまう場合には、過放電により蓄電部の寿命が短くなるという問題点がある。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、電力を有効に活用し、かつ、非常時にも蓄電部から電力を十分に供給するとともに蓄電部の長寿命化を図ることが可能な充放電システム、発電システムおよび充放電制御装置を提供することである。

　この発明の第１の局面による充放電システムは、通常運転時および非常時に、所定の負荷に対して電力を供給する蓄電部と、蓄電部の充放電を制御する充放電制御部とを備え、充放電制御部は、通常運転時に、蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になった場合に、所定の負荷に対する放電を行わないように蓄電部の充放電を制御するように構成され、非常時には、蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になっても蓄電部の放電を行うとともに、蓄電部の蓄電量が第１閾値よりも小さい第２閾値以下になると蓄電部の放電を停止するように制御することにより、所定の負荷に電力を供給するように構成されている。

　この発明の第２の局面による発電システムは、電力系統に逆潮流可能に連系され、自然エネルギーを用いて発電する発電モジュールと、発電モジュールと電力系統とのうちの少なくとも一方からの電力を蓄電し、電力系統には電力を供給することなく所定の負荷に対して電力を供給する蓄電部と、蓄電部の充放電を制御する充放電制御部とを備え、充放電制御部は、通常運転時に、蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になった場合に、負荷に対する放電を行わないように蓄電部の充放電を制御するように構成され、非常時には、蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になっても蓄電部の放電を行うとともに、蓄電部の蓄電量が第１閾値よりも小さい第２閾値以下になると蓄電部の放電を停止するように制御することにより、所定の負荷に電力を供給するように構成されている。

　この発明の第３の局面による充放電制御装置は、通常運転時および非常時に、所定の負荷に対して電力を供給する蓄電部と、蓄電部の充放電を制御する充放電制御部とを備え、充放電制御部は、通常運転時に、蓄電部の蓄電量が所定の閾値よりも小さくなったときに、所定の負荷に対して放電を停止するように制御し、非常時には、蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になっても蓄電部の放電を行うとともに、蓄電部の蓄電量が第１閾値よりも小さい第２閾値以下になると蓄電部の放電を停止するように制御することにより、所定の負荷に電力を供給するように構成されている。

　本発明によれば、蓄電部の蓄電量を通常運転時には常に一定量以上確保することができるので、非常時になった場合にも、蓄電部から電力を所定の負荷に供給することができる。また、通常運転時における蓄電部の放電深度を小さくすることができるので、蓄電部の長寿命化を図ることができる。一方、非常時には蓄電量の放電可能な範囲（下限）を拡大することができるので、非常時により多くの電力を蓄電部から供給することができるとともに、過放電の発生を抑制して蓄電部の長寿命化を図ることができる。さらに、発電モジュールの発電電力が所定の負荷の消費電力量を上回った場合などに、他の負荷への供給や、電力系統に逆潮流可能に連結されている場合は電力系統に逆潮流することができるので、発電モジュールの発電電力を有効に活用することができる。

本発明の第１実施形態による発電システムの構成を示すブロック図である。 図１に示した第１実施形態による発電システムの切替スイッチの詳細構造（第１状態および第４状態）を説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による発電システムの切替スイッチの詳細構造（第２状態および第３状態）を説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による発電システムの切替スイッチの詳細構造（第２状態および第４状態）を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による発電システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による発電システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による蓄電部を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による電力管理部を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による電力管理部の充放電制御における状態遷移を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例による発電システムの切替スイッチの詳細構造（第５状態および第４状態）を説明するための図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

　（第１実施形態）
　図１～図４を参照して、本発明の第１実施形態による発電システム（太陽光発電システム１）を説明する。

　太陽光発電システム１は、太陽光を用いて発電した電力を出力する発電電力出力部２と、電力系統５０に接続され、発電電力出力部２により出力された電力を逆潮流が可能となるように電力系統５０側に出力するインバータ３と、インバータ３および電力系統５０を接続する母線４に接続された切替スイッチ５と、切替スイッチ６と、切替スイッチ６に接続された蓄電ユニット７とを備えている。

　インバータ３は、発電電力出力部２から出力された直流の電力を交流に変換する機能を有している。発電電力出力部２は、インバータ３を介して電力系統５０に連系されている。

　切替スイッチ５には特定負荷６０が接続されている。特定負荷６０は、交流電源によって駆動される機器である。特定負荷６０には、常に電源から電力が供給されていることが望まれ、常時動作する必要のある機器が含まれる。なお、特定負荷６０は、本発明の「所定の負荷」の一例である。

　発電電力出力部２は、互いに直列接続された複数の太陽光発電モジュール２１を含んでいる。太陽光発電モジュール２１は、薄膜シリコン系や結晶シリコン系、或いは化合物半導体系など、種々の太陽電池を用いて構成することができる。なお、太陽光発電モジュール２１は、本発明の「発電モジュール」の一例である。

　切替スイッチ５は、３つの切替スイッチ５１、５２および５３を内部に含んでおり、ユーザの操作により３つの切替スイッチ５１～５３のオン／オフが一斉に切り替えられることにより、第１状態と第２状態とが切り替えられる。

　第１状態では、配線５ａと配線５ｂとがオンになった切替スイッチ５３を介して接続されており、配線５ａと配線５ｃとの間はオフになった切替スイッチ５２により切断されており、配線５ｄと配線５ｂとの間はオフになった切替スイッチ５１により切断されている。この結果、母線４と特定負荷６０とが蓄電ユニット７を介さずに接続される。また、切替スイッチ５と切替スイッチ６との間で電気的な接続が切断されているので、母線４と蓄電ユニット７とは電気的に切り離されている。したがって、切替スイッチ５が第１状態にある場合には、母線４から特定負荷６０に電力供給を行うことが可能である。

　第２状態では、配線５ａと配線５ｂとの間はオフになった切替スイッチ５３により切断されており、配線５ａと配線５ｃとの間はオンになった切替スイッチ５２を介して接続されており、配線５ｄと配線５ｂとの間はオンになった切替スイッチ５１を介して接続されている。この第２状態では、切替スイッチ５と切替スイッチ６とが電気的に接続される。

　切替スイッチ５は、屋内に設置されている配電盤８に設けられている。また、特定負荷６０およびインバータ３も屋内に設置されている。

　切替スイッチ６には、配線６ｃおよび蓄電ユニット７の配線７ａを介してＡＣ－ＤＣコンバータ７２が電気的に接続されている。また、切替スイッチ６は、配線６ｄおよび蓄電ユニット７の配線７ｂを介して蓄電ユニット７内のインバータ７４ａと接続されている。

　切替スイッチ６も、切替スイッチ５と同様に、ユーザの手動による操作によって切り替えられる。切替スイッチ６は、３つの切替スイッチ６１、６２および６３を内部に含んでおり、ユーザの操作により３つの切替スイッチ６１～６３のオン／オフが一斉に切り替えられることにより、第３状態と第４状態とが切り替えられる。

　第３状態では、配線６ａと配線６ｂとがオンになったスイッチ６３を介して接続されており、配線６ａと配線６ｃとの間はオフになったスイッチ６２により切断されており、配線６ｄと配線６ｂとの間はオフになったスイッチ６１により切断されている。切替スイッチ６と蓄電ユニット７との間で電気的な接続が切断されているので、母線４と蓄電ユニット７とは電気的に切り離されている。また、第４状態では、配線６ａと配線６ｂとの間がオフになったスイッチ６３により切断されており、配線６ａと配線６ｃとの間はオンになったスイッチ６２を介して接続されており、配線６ｄと配線６ｂとの間はオンになったスイッチ６１を介して接続されている。切替スイッチ６と蓄電ユニット７とが電気的に接続されているので、第２状態の切替スイッチ５を介して母線４と蓄電ユニット７とが電気的に接続されている。

　また、切替スイッチ５と切替スイッチ６とは互いに独立して電流経路を切り替えることが可能である。屋内の切替スイッチ５または屋外の切替スイッチ６を操作することにより、母線４と蓄電ユニット７とを電気的に切り離すことが可能である。また、蓄電ユニット７を取り外した状態において切替スイッチ５が第１状態に切り替えられることにより、配線５ａおよび５ｂを通る電流経路を介して特定負荷６０に電力系統５０または発電電力出力部２から電力が直接供給される。また、蓄電ユニット７を取り外した状態において切替スイッチ５および切替スイッチ６をそれぞれ第２状態および第３状態にした場合においても、同様に、配線５ａ、５ｃ、６ａ、６ｂ、５ｄおよび５ｂを通る電流経路を介して、特定負荷６０に電力量（特定負荷６０の消費電力量および発電電力出力部２の出力電力量）のバランスにより電力系統５０および発電電力出力部２のいずれか一方または両方から直接電力が供給される。

　切替スイッチ５を第２状態とし、切替スイッチ６を第４状態とした場合には、母線４と蓄電ユニット７とが切替スイッチ５および切替スイッチ６を介して電気的に接続される。また、蓄電ユニット７内部のスイッチの切り替えによって蓄電ユニット７内の電流経路を切り替えることにより、電力系統５０または発電電力出力部２からの電力を蓄電部７１に供給せずに、特定負荷６０に電力を供給することも可能である。

　次に、蓄電ユニット７の構造について説明する。

　蓄電ユニット７は、電力系統５０からの電力を蓄電する蓄電部７１と、電力を交流から直流に変換するＡＣ－ＤＣコンバータ７２と、蓄電部７１の充放電を制御するための充放電制御ボックス７３と、蓄電部７１または母線４から特定負荷６０側に電力を供給するためのインバータユニット７４と、蓄電部７１、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２および充放電制御ボックス７３などの機器の制御を行うコントロールボックス７５とを主に備えている。これらの機器は、筐体７６の内部にまとめて収納されており、１つのユニットとして扱うことが可能である。なお、コントロールボックス７５は、本発明の「充放電制御部」の一例である。

　また、蓄電ユニット７を屋外に設置している。蓄電ユニット７は、電力系統５０から電力を受け取るための配線７ａと、特定負荷６０に電力を供給するための配線７ｂとを有している。配線７ａ及び配線７ｂをそれぞれ屋外に設けられた切替スイッチ６の配線６ｃおよび６ｄに接続することにより、電力量のバランスに応じて電力系統５０および発電電力出力部２のいずれか一方または両方からの電力を蓄電部７１に蓄電し、蓄電した電力を特定負荷６０に供給可能な発電システムが構成されている。

　また、蓄電部７１としては、自然放電が少なく、充放電効率の高い２次電池（たとえば、リチウムイオン蓄電池）が用いられている。なお、リチウムイオン蓄電池は、蓄電時に吸熱する特性を有している。

　充放電制御ボックス７３は、コントロールボックス７５によりオン／オフの切り替えが可能な３つのスイッチ７３ａ、７３ｂおよび７３ｃを含んでいる。スイッチ７３ａおよび７３ｂは、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２と蓄電部７１との間の充電経路において直列に接続されている。またスイッチ７３ａと並列に設けられたバイパス経路上に、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２から蓄電部７１に向かう方向に電流を整流するダイオード７３ｄが設けられている。スイッチ７３ｃは、蓄電部７１とインバータユニット７４との間の放電経路に設けられている。

　電力系統５０および発電電力出力部２のいずれか一方または両方から蓄電部７１に充電する場合には、まずスイッチ７３ｂがオンにされ、次いでスイッチ７３ａがオンにされる。これにより、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２が起動直後であってその出力電圧が低い場合に生じる、蓄電部７１からＡＣ－ＤＣコンバータ７２への逆流を、ダイオード７３ｄによって防止することが可能である。

　また、蓄電部７１からインバータユニット７４を介して特定負荷６０に放電する場合には、スイッチ７３ｃがオンにされる。また、スイッチ７３ａをオフにし、次いでスイッチ７３ｂをオフにする。この場合にも同様に、蓄電部７１からＡＣ－ＤＣコンバータ７２への逆流をダイオード７３ｄによって防止することが可能である。なお、スイッチ７３ａ、７３ｂおよび７３ｃの全てがオンにされた場合には、蓄電部７１の充電と放電との両方を行うことが可能である。

　インバータユニット７４は、直流電力を出力する蓄電部７１の電力を交流電源で駆動される特定負荷６０に供給するための直流－交流変換器としてのインバータ７４ａと、オン／オフの切り替えが可能なスイッチ７４ｂとを含んでいる。スイッチ７４ｂは、配線７ａと配線７ｂとの間に設けられている。スイッチ７４ｂは通常オンになっており、インバータ７４ａは、インバータ７４ａに電力が供給される場合、好ましくは、インバータ７４ａに所定の電圧以上の電力が供給されている場合に、スイッチ７４ｂをオフにするように構成されている。

　配線７ａとＡＣ－ＤＣコンバータ７２との間の電流経路には、スイッチ７７が設けられている。このスイッチ７７がオン状態の場合は、母線４側からの電力をＡＣ－ＤＣコンバータ７２に供給可能であり、オフ状態の場合は母線４側とＡＣ－ＤＣコンバータ７２との電気的な接続が切断される。スイッチ７７のオン／オフは、コントロールボックス７５によって制御される。

　また、筐体７６の内部には、温度センサ７８と排気ファン７９が設けられている。温度センサ７８の検知温度に基づいて排気ファン７９が駆動されることにより、筐体７６の内部の熱を排出することが可能である。

　コントロールボックス７５は、通常運転時、たとえば、深夜においては電力系統５０から蓄電部７１に充電を行い、特定負荷６０に電力を供給する必要が生じたときには昼夜を問わず蓄電部７１から特定負荷６０に電力を供給するように、各スイッチを制御する。母線４側から蓄電部７１に電力を供給して蓄電部７１を充電する際の電流経路は、配線７ａ、スイッチ７７、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２、スイッチ７３ａおよびスイッチ７３ｂを通る経路である。この配線７ａ、スイッチ７７、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２、スイッチ７３ａおよびスイッチ７３ｂを通る経路は、本発明の「第１電力経路」の一例である。また、蓄電部７１が放電して特定負荷６０に電力を供給する際の電流経路は、スイッチ７３ｃ、インバータ７４ａおよび配線７ｂを通る経路である。このスイッチ７３ｃ、インバータ７４ａおよび配線７ｂを通る経路は、本発明の「第２電力経路」の一例である。なお、蓄電部７１に蓄電された電力は電力系統５０には供給されない。

　コントロールボックス７５は、通常運転時に蓄電部７１の放電を行う場合にも、蓄電部７１の容量が所定の閾値（たとえば、満充電状態の５０％）以下にならないように蓄電部７１の放電を制御する。この閾値（たとえば、満充電状態の５０％）は、本発明の「第１閾値」の一例である。コントロールボックス７５は、蓄電部７１の容量が閾値以下になったと判断した場合には、蓄電部７１から特定負荷６０に電力を供給するのを停止するとともに、母線４から直接特定負荷６０に電力を供給するように各スイッチを切り替える。具体的には、充放電制御ボックス７３のスイッチ７３ｃをオフにするとともに、インバータユニット７４のスイッチ７４ｂをオンにする。この時、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２の出力はオフとし、昼間時間帯での蓄電部７１の電力充電は行わない。ただし、需要家側からの逆潮流によって配電線の許容電圧を越える場合、或いは電力需要量が電力発電量を大きく下回ることが予想されるような特定日に該当する場合には、蓄電部７１への充電が行われるようにＡＣ－ＤＣコンバータ７２および各スイッチを制御する。したがって、第１実施形態では、発電電力出力部２（太陽光発電モジュール２１）からの電力は、原則として特定負荷６０および電力系統５０のいずれか一方または両方に供給される（供給先が特定負荷６０になるか、電力系統５０になるか、または両方になるかは、電力量のバランスによる）。そして、配電線の許容電圧を越える場合或いは特定日に該当する場合を除いて、通常運転時および停電時などの非常時のいずれの場合にも、発電電力出力部２から蓄電部７１への充電は行わない。そして、蓄電部７１への充電は昼間時間帯では行わず、深夜にのみ電力系統５０から蓄電部７１に充電が行われる。

　また、停電時などの非常時には、母線４からの電力の供給が停止するので、コントロールボックス７５が停止される。また、スイッチ７７、スイッチ７３ａおよび７３ｂがオフにされる。これにより、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２にも電力が供給されないので、ＡＣ－ＤＣコンバータ７２の駆動も停止される。また、スイッチ７３ｃには配線７ａの電圧線信号が入力されており、停電した場合には配線７ａに電圧がかからないことを検知してスイッチ７３ｃがオンになるように構成されている。また、インバータ７４ａは、蓄電部７１からの電力供給によって稼動するように構成されている。

　第１実施形態では、通常運転時に蓄電部７１の残容量が所定の閾値（たとえば、満充電状態の５０％）以下にならないように放電を制御している。この結果、停電時などの非常時における蓄電部７１の特定負荷６０への放電開始時には、蓄電部７１に必ず上記所定の閾値より大きい電力が蓄電されている。また、通常運転時に蓄電部７１の残容量が所定の閾値になった場合、コントロールボックス７５は、蓄電部７１の放電を停止するとともに、充電も行わず、母線４から特定負荷６０に電力を供給するように各スイッチを制御する。ここで、停電時においては、通常運転時と異なり、コントロールボックス７５は、蓄電部７１の蓄電量が上記所定の閾値以下になっても放電するように充放電制御ボックス７３を制御する。蓄電部７１の放電は、蓄電部７１の蓄電量が放電可能範囲の下限値に達するまで継続される。この蓄電部７１の放電可能範囲の下限値は、本発明の「第２閾値」の一例である。非常時には、蓄電部７１の蓄電量が放電可能範囲の下限値に達することにより放電が停止される。非常時にはコントロールボックス７５への電力の供給が断たれており、途中でスイッチ７３ｃのオン／オフの切り替えは不可能であるが、第１実施形態のように、たとえばリチウムイオン蓄電池を用いることによって蓄電電力を有効に活用することが可能である。

　第１実施形態では、蓄電部７１から、通常運転時および非常時に電力系統５０には電力を供給することなく特定負荷６０に対して電力を供給することが可能なように構成することによって、非常時のみならず、通常運転時にも蓄電部７１に蓄電された電力を逆潮流させることなく使用することができるので、蓄電部７１の電力を有効に活用することができる。また、通常運転時に、蓄電部７１の蓄電量が所定の閾値以下になった場合に、特定負荷６０に対する放電を行わないように蓄電部７１の充放電を制御することによって、蓄電部７１の蓄電量を常に一定量以上確保することができるので、非常時になった場合にも、蓄電部７１から電力を特定負荷６０に供給することができる。

　通常運転時に、蓄電部７１の蓄電量が所定の閾値以下になった場合に、特定負荷６０に対する放電を行わないように蓄電部７１の充放電を制御することによって、通常運転時においては蓄電量が一定量以上の範囲内で充放電が行われるので、通常運転時における蓄電部７１の放電深度を小さくすることができる。これにより、蓄電部７１への負担を軽減することができるので、蓄電部７１の長寿命化を図ることができる。さらに、太陽光発電モジュール２１を電力系統５０に連系することによって、太陽光発電モジュール２１の発電電力を電力系統５０に逆潮流することができる。これにより、太陽光発電モジュール２１の発電電力が特定負荷６０の消費電力量を上回った場合に、電力系統５０に逆潮流することができる。これにより、余剰電力を廃棄することがないので、太陽光発電モジュール２１の発電電力を有効に活用することができる。

　非常時には、蓄電部７１の蓄電量が所定の閾値以下になっても蓄電部７１の放電を行うことにより、特定負荷６０に電力を供給することによって、非常時においては蓄電部７１に蓄電された電力を十分に活用することができる。

　蓄電部７１を、母線４からの電力を蓄電するとともに、電力系統５０には電力を供給することなく特定負荷６０に電力を供給するように構成することによって、電力系統５０から蓄電した電力を逆潮流させることなく、特定負荷６０に電力を供給することができる。

　電力系統５０からの電力を蓄電部７１に蓄電する場合には、蓄電部７１と電力系統５０との間を電力系統５０からの電力を交流から直流に変換するＡＣ－ＤＣコンバータ７２を介して接続する電流経路を用いて蓄電を行い、蓄電部７１から特定負荷６０に電力を供給する場合には、蓄電する場合の電流経路とは異なる、蓄電部７１と特定負荷６０との間を接続する電流経路を用いて特定負荷６０に電力を供給している。このように構成することによって、蓄電する場合の電流経路とは異なる蓄電部７１と特定負荷６０との間を接続する電流経路を用いて、容易に、電力系統５０から蓄電した電力を逆潮流させることなく、特定負荷６０に電力を供給することができる。

　リチウムイオン蓄電池を蓄電部７１として用いることによって、リチウムイオン蓄電池はニッケル水素蓄電池などと比較していわゆるメモリ効果が小さいので、通常運転時に蓄電部７１の蓄電量が所定の閾値以下にならない範囲で充放電を繰り返した場合にも、蓄電部７１の性能低下を抑制できる。また、リチウムイオン蓄電池は、鉛蓄電池のように容量を全て使い切った場合にサルフェーション現象が生じないので、非常時に容量を全て使い切った場合にも再度充電して用いることができる。また、リチウムイオン蓄電池を蓄電部７１として用いた場合には、鉛蓄電池を用いた場合に必要となる、サルフェーション現象を避けるために放電用のスイッチをオフにする機構を設ける必要がないので、システム構成の簡略化を図ることができる。

　通常運転時に、蓄電部７１の蓄電量が所定の閾値以下になった場合に、特定負荷６０に対する放電を行わないように蓄電部７１の充放電を制御するとともに、母線４から特定負荷６０に対して電力を供給する。そして、蓄電部７１への日中の充電は行わず、深夜時間帯に蓄電部７１の充電を行うように構成している。このように構成することによって、蓄電部７１の蓄電量が所定の閾値以下になった場合に、電力系統５０から特定負荷６０に直接電力が供給されるので、蓄電部７１の蓄電量が所定の閾値以下になった後にも、蓄電部７１の充放電の回数が増加するのを抑制することができる。これにより、充放電の回数が増加することに起因して蓄電部７１が劣化するのを抑制することができ、その結果、蓄電部７１の長寿命化を図ることができ、また、充放電に起因する電力損失も軽減することができる。

　さらに、蓄電部７１の蓄電量が所定の閾値以下になった場合に、蓄電部７１への日中の充電は行わず、深夜時間帯に蓄電部７１の充電を行うことによって、電力需要の少ない深夜時間帯の電力系統５０の電力を有効に活用できるので、電力系統５０の電力需要の時間帯別の偏りを抑制することができるとともに、電力需要の平滑化にも有効である。

　次に、第１実施形態の太陽光発電システム１の具体的な実施例について説明する。

　蓄電部７１の容量を７．８５ｋＷｈ、ＡＣ／ＤＣコンバータ７２の出力を１．５ｋＷとし、蓄電部７１を蓄電量が使用可能な上限まで充電する際に、深夜電力時間帯（たとえば、２３時から７時までの８時間など）の半分以上を費やして充電するように設計している。この場合、充電時間は単純計算では５時間以上となる。リチウムイオン蓄電池では、満充電付近では充電速度を遅く制御する必要があるので、実際の充電時間はさらに長くなる。

　特定負荷６０の消費電力を約６００Ｗｈとした場合、５時間の特定負荷６０の駆動には約３ｋＷｈの電力量が必要となり、５時間の停電時に蓄電部７１から特定負荷６０に電力を供給する場合には、蓄電部７１の容量も約３ｋＷｈ以上必要となる。蓄電部７１の容量の５０％で放電を停止する制御を行っており、満充電の５０％の容量で５時間の停電時に特定負荷６０を駆動させ続けるには、約６ｋＷｈ以上の容量が必要になる。７．８５ｋＷｈの値は、この６ｋＷｈに余裕を見て決定した値である。このように、蓄電部７１の容量は、特定負荷６０の消費電力に応じて設定すればよい。

　蓄電部７１の容量が５ｋＷｈの場合には、閾値を６０％とすることにより、非常時用に３ｋＷｈの電力を確保することができる。通常時における蓄電部７１の使用可能電力は２ｋＷｈであり、２ｋＷｈの電力を放電した場合には、母線４から特定負荷６０に電力が供給される。

　蓄電部７１に蓄電した電力を、短時間で放電しきるように使用せず、長時間をかけて出力させることを前提として設計している。昼間時間帯に短時間で蓄電電力を放電しきってしまう場合では、電力系統５０全体における昼間の発電容量を減らすことにはつながりにくい。好ましくは、特定負荷６０は、一日の使用電力量が蓄電容量よりも小さく、蓄電部７１の蓄電電力によってたとえば５時間以上の駆動を賄える程度の消費電力とする。特定負荷６０としない場合には、負荷量の設定が困難であり、適切な蓄電部７１の容量の設定も困難になる。この実施例では、インバータ７４ａの定格電力を１ｋＷとし、特定負荷６０の消費電力は最大でも１ｋＷ程度とする。

　（第２実施形態）
　図５を参照して、本発明の第２実施形態による発電システム（太陽光発電システム１００）について説明する。第２実施形態では、発電電力を蓄電部７１へ直接供給しないように構成した第１実施形態と異なり、非常時には太陽光発電モジュール２１ａによる発電電力を蓄電部７１に供給するように構成した例について説明する。

　第２実施形態では、発電電力出力部１０１は、互いに接続された複数の太陽光発電モジュール２１ａと、太陽光発電モジュール２１ａの発電電力をインバータ３側または蓄電ユニット７の蓄電部７１側に選択的に切替可能に接続する切替回路部１０１ａとを含んでいる。

　切替回路部１０１ａは、発電電力出力部１０１をインバータ３側に接続する場合には、発電電力出力部１０１と蓄電部７１との接続を電気的に切断し、発電電力出力部１０１を蓄電部７１側に接続する場合には、発電電力出力部１０１とインバータ３との接続を電気的に切断するように構成されている。また、切替回路部１０１ａは、発電電力出力部１０１をインバータ３側に接続する場合には、５つの太陽光発電モジュール２１ａ同士の接続状態を、５つの太陽光発電モジュール２１ａが互いに直列接続された直列接続状態に切り替えることが可能である。また、切替回路部１０１ａは、発電電力出力部１０１を蓄電部７１側に接続する場合には、５つの太陽光発電モジュール２１ａ同士の接続状態を、５つの太陽光発電モジュール２１ａが互いに並列接続された並列接続状態に切り替えることが可能である。

　また、蓄電ユニット７のコントロールボックス７５と通信可能な制御部１０２が設けられている。制御部１０２は、発電電力出力部１０１の発電量、蓄電部７１の充電量、インバータ３の動作状況および予め設定された設定情報などに基づいて、蓄電ユニット７のコントロールボックス７５に制御指令を送信するとともに、コントロールボックス７５から蓄電部７１の蓄電量などの蓄電ユニット７に関する情報を受信する機能を有する。なお、制御部１０２およびコントロールボックス７５は、本発明の「充放電制御部」の一例である。また、制御部１０２は、発電電力出力部１０１の発電量、蓄電部７１の充電量、インバータ３の動作状況および予め設定された設定情報などに基づいて、発電電力出力部１０１の切替回路部１０１ａなどを制御する機能を有する。具体的には、制御部１０２は、蓄電部７１の充電量、インバータ３の動作状況および予め設定された設定情報などに基づいて、システムが通常運転時であるか非常時であるかを判断する。

　制御部１０２は、通常運転時であると判断した場合には、太陽光発電モジュール２１ａの接続状態を直列接続状態にするとともに、発電電力出力部１０１の接続先をインバータ３側に切り替えるように切替回路部１０１ａを制御する。通常運転時においては、発電電力出力部１０１の出力電力は、特定負荷６０等において消費され、余った電力は電力系統５０に逆潮流される。

　制御部１０２は、非常時であると判断した場合には、太陽光発電モジュール２１ａの接続状態を並列接続状態にするとともに、発電電力出力部１０１の接続先を蓄電部７１側に切り替えるように切替回路部１０１ａを制御する。非常時においては、発電電力出力部１０１の出力電力は、蓄電部７１に供給され、特定負荷６０は、蓄電部７１の充電電力によって駆動される。なお、発電電力出力部１０１の出力電力が特定負荷６０の電力消費量と等しい場合には、発電電力出力部１０１の出力電力が蓄電部７１を介してそのまま（充電されることなく）特定負荷６０に供給され、特定負荷６０は発電電力出力部１０１の出力電力のみによって駆動される。

　また、制御部１０２は、インバータ３の発電電力出力部１０１側に設けられた電流検知部１０３およびインバータ３の電力系統５０側に設けられた電流検知部１０４の検知結果に基づいて、太陽光発電モジュール２１ａの発電量、逆潮流電力量および特定負荷６０における電力消費量などを検知することが可能である。また、制御部１０２は、太陽光発電モジュール２１ａの発電量、逆潮流電力量、特定負荷６０における電力消費量および蓄電部７１の状態（充電量、温度状態など）、その他の太陽光発電システム１００の情報をインターネットを介して外部サーバ１５０に送信するように構成されている。この外部サーバ１５０は、たとえば、太陽光発電システム１００のメンテナンス会社のサーバである。これにより、太陽光発電システム１００の状態をメンテナンス会社が随時把握することが可能である。また、この外部サーバ１５０にはユーザのＰＣ（パーソナルコンピュータ）１６０などからインターネットを介してアクセスすることが可能であり、ユーザはＰＣ１６０を用いて自己の太陽光発電システム１００の状態を確認することが可能である。

　第２実施形態の上記以外の構成は、第１実施形態と同様である。

　第２実施形態では、非常時において、太陽光発電モジュール２１ａの発電電力を蓄電部７１に蓄電できるので、より長時間特定負荷６０を駆動することができる。また、太陽光発電モジュール２１ａによる発電分、非常時用に蓄電部７１に確保しておくべき電力量を削減できるので、その分、蓄電部７１の容量を減らしたり、閾値を下げることができる。

　第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。

　（第３実施形態）
　図６～図９を参照して、本発明の第３実施形態による発電システム（太陽光発電システム３００）について説明する。第３実施形態では、第１実施形態と異なり、蓄電部の充放電を充電状態、放電状態および充放電状態に分けて各状態間で遷移可能に制御し、各状態間を遷移するための遷移条件をそれぞれ設定している。

　太陽光発電システム３００は、発電電力出力部１０１と、蓄電部３１０と、電力系統切替回路３２０と、蓄電部３１０の充放電制御を行う電力管理部３３０とを備えている。蓄電部３１０と電力管理部３３０とにより、蓄電部３１０の充放電を行う充放電システムが構成されている。なお、電力管理部３３０は、本発明の「充放電制御部」および「充放電制御装置」の一例である。

　発電電力出力部１０１は第２実施形態と同様の構成を有する。この場合には、交流の一般負荷３７０への電力供給、電力系統５０への余剰電力の逆潮流、または、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０およびＤＣ－ＤＣコンバータ３６０を介した直流の特定負荷３８０への電力供給を行うことが可能である。なお、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０は、電力管理部３３０からの制御信号に基づいて、母線４側から特定負荷３８０への電力出力を行うか、母線４側と特定負荷３８０側とを遮断する。また、発電電力出力部１０１は、切替回路部１０１ａにより５つの太陽光発電モジュール２１ａが互いに並列接続された並列接続状態で蓄電部３１０側に発電電力供給を行うことが可能である。なお、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０は、本発明の「切替部」の一例である。また、特定負荷３８０は、本発明の「所定の負荷」の一例である。

　蓄電部３１０は、電力系統切替回路３２０を介して、発電電力出力部１０１から蓄電部３１０への充電を行うための充電経路３０１と、蓄電部３１０から特定負荷３８０への電力供給を行うための放電経路３０２とに接続されている。充電経路３０１は、蓄電部３１０と発電電力出力部１０１とが電力系統切替回路３２０を介して接続される電流経路（配線）である。また、放電経路３０２は、蓄電部３１０とＤＣ－ＤＣコンバータ３６０とが、電力系統切替回路３２０を介して接続される電流経路（配線）である。これにより、蓄電部３１０は、放電経路３０２およびＤＣ－ＤＣコンバータ３６０を介して特定負荷３８０への（直流）電力供給を行うことが可能である。なお、後述するように、充電経路３０１および放電経路３０２は、電力系統切替回路３２０の充電用スイッチ３２１および放電用スイッチ３２２によって個別に接続および遮断が切替可能となっている。また、充電経路３０１および放電経路３０２には、電流の逆流を防止するためのダイオード３０１ａおよび３０２ａがそれぞれ設けられている。なお、放電用スイッチ３２２は、本発明の「切替部」の一例である。

　また、蓄電部３１０は、複数（第３実施形態では、６つ）のリチウムイオン蓄電池３１１を複数備えている。各リチウムイオン蓄電池３１１は、多数の蓄電セル３１２と、パラメータ算出部３１３とを有している。パラメータ算出部３１３は、各蓄電セル３１２が並列接続されている各段毎の電圧値および電流値を取得するとともに、リチウムイオン蓄電池３１１の＋－電極間毎の電圧値、電流値および温度などを取得するように構成されている。ここで、第３実施形態では、パラメータ算出部３１３は、リチウムイオン蓄電池３１１のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ：残容量情報）を算出するとともに、電力管理部３３０に算出したＳＯＣを出力するように構成されている。ＳＯＣの算出方法は、様々なものが提案されており、ＳＯＣ（％）＝放電可能容量（Ａｈ）÷満充電容量（Ａｈ）×１００である。すなわち、ＳＯＣは、蓄電池の蓄電量が蓄電可能量の何％であるかを示す情報である。蓄電部３１０は、蓄電部３１０を構成する６つのリチウムイオン蓄電池３１１から、電力管理部３３０にそれぞれＳＯＣを出力する。

　電力系統切替回路３２０は、充電用スイッチ３２１と、放電用スイッチ３２２と、停電検知部３２３と、ＡＣ－ＤＣコンバータ３２４と、電源選択部３２５と、ＤＣ－ＤＣコンバータ３２６とを含んでいる。充電用スイッチ３２１は、電力管理部３３０からの制御信号（充電）に基づいて充電経路３０１を接続および遮断する機能を有する。放電用スイッチ３２２は、電力管理部３３０からの制御信号（放電）に基づいて放電経路３０２を接続および遮断する機能を有する。

　電力系統切替回路３２０は、電力系統５０および蓄電部３１０のそれぞれから電力管理部３３０への電力供給を中継するように構成されている。具体的には、電力系統５０と電源選択部３２５とが停電検知部３２３およびＡＣ－ＤＣコンバータ３２４を介して接続されている。また、蓄電部３１０と電源選択部３２５とがＤＣ－ＤＣコンバータ３２６を介して接続されている。なお、電源選択部３２５は放電用スイッチ３２２よりも蓄電部３１０側で接続されているため、放電経路３０２の状態に関わらず電源選択部３２５に電力供給が行われる。電源選択部３２５は、電力系統５０または蓄電部３１０のいずれかを電力管理部３３０に接続する機能を有する。ここで、電源選択部３２５は、通常運転時には電力系統５０から電力管理部３３０への電力供給を優先させるように構成されている。そして、停電時など電力系統５０からの電力供給が行われない場合には、電源選択部３２５は蓄電部３１０と電力管理部３３０とを接続して蓄電部３１０から電力管理部３３０へ電力供給させるように構成されている。なお、停電検知部３２３は、電力系統５０の停電を検出する機能を有し、停電を検知した場合に停電検出信号を電力管理部３３０に出力するように構成されている。

　電力管理部３３０は、電力系統切替回路３２０に充電制御信号および放電制御信号を出力することにより、発電電力出力部１０１から蓄電部３１０への充電を行うための充電経路３０１と、蓄電部３１０から特定負荷３８０への電力供給を行うための放電経路３０２とのそれぞれの接続および遮断を個別に制御する機能を有する。また、電力管理部３３０は、発電電力出力部１０１の切替回路部１０１ａに切替制御信号を出力することにより、発電電力出力部１０１の接続先（インバータ３側か蓄電部３１０側か）と複数の太陽光発電モジュール２１ａの接続状態（直列接続および並列接続）の切替を制御する機能を有する。また、電力管理部３３０は、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０に制御信号を出力することにより、母線４から特定負荷３８０への電力供給を行うか行わないかの切替を制御する機能を有する。

　電力管理部３３０は、蓄電部３１０を構成する複数のリチウムイオン蓄電池３１１のＳＯＣに基づいて、リチウムイオン蓄電池３１１から負荷への電力供給を行うことなく充電経路３０１を介して蓄電部３１０の充電のみを行う充電状態と、充電は行わずに放電経路３０２を介して蓄電部３１０から特定負荷３８０への電力供給のみを行う放電状態と、充電経路３０１および放電経路３０２の両方を介して充電および放電を並行して行う充放電状態との３つの状態を切替制御するように構成されている。

　充電状態では、電力管理部３３０は、電力系統切替回路３２０および切替回路部１０１ａを制御することにより、発電電力出力部１０１から蓄電部３１０に電力供給（充電）を行うように構成されている。そして、電力管理部３３０は、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０の出力を制御することにより、母線４（電力系統５０）から特定負荷３８０への電力供給を行うように構成されている。

　放電状態では、電力管理部３３０は、電力系統切替回路３２０およびＡＣ－ＤＣコンバータ３４０を制御することにより、蓄電部３１０から特定負荷３８０への電力供給（放電）を行うように構成されている。この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０により放電経路３０２と母線４とは接続されないので、蓄電部３１０から電力系統５０には逆潮流されず、特定負荷３８０にのみ電力供給が行われる。また、放電状態では、電力管理部３３０は、切替回路部１０１ａを制御することにより、発電電力出力部１０１から一般負荷３７０への電力供給、発電電力出力部１０１から電力系統５０への電力供給（逆潮流）または、発電電力出力部１０１から一般負荷３７０および電力系統５０の両方への電力供給を行うように構成されている。供給先が電力系統５０になるか、一般負荷３７０になるか、または両方になるかは、電力量のバランスによる。

　充放電状態では、電力管理部３３０は、電力系統切替回路３２０および切替回路部１０１ａを制御することにより、発電電力出力部１０１から蓄電部３１０に電力供給（充電）を行うように構成されている。さらに、電力管理部３３０は、電力系統切替回路３２０およびＡＣ－ＤＣコンバータ３４０を制御することにより、蓄電部３１０から特定負荷３８０への電力供給（放電）を行うように構成されている。これらの充電状態、放電状態および充放電状態の３つの状態間の遷移は、後述するように、予め設定された所定の遷移条件に基づいて行われる。

　電力管理部３３０は、制御処理部３３１と、状態遷移管理部３３２と、最小値算出部３３３および最大値算出部３３４と、ＳＯＣ保持メモリ３３５とを備えている。制御処理部３３１は、状態遷移管理部３３２からの状態遷移指示に基づき、充電用スイッチ３２１、放電用スイッチ３２２、切替回路部１０１ａおよびＡＣ－ＤＣコンバータ３４０に制御信号を出力することにより、充電状態、放電状態および充放電状態の各状態を実現する制御を行う機能を有する。状態遷移管理部３３２は、最小値算出部３３３および最大値算出部３３４からＳＯＣの最大値および最小値を取得し、これらの最大値および最小値を予め設定された基準レベル（遷移条件）と比較することにより、遷移条件を満たしたか否かを判定する機能を有する。そして、状態遷移管理部３３２は、遷移条件を満たしたか否かの判定結果に基づいて、制御処理部３３１に状態遷移指示を出力する。また、第３実施形態では、状態遷移管理部３３２は、停電検知部３２３から停電検出信号を受け取ることにより、通常運転時の遷移条件と、停電時などの非常時の遷移条件とを変更する機能を有する。

　最小値算出部３３３は、上述した複数のリチウムイオン蓄電池３１１のＳＯＣをＳＯＣ保持メモリ３３５から取得して、前記複数のＳＯＣの最小値を算出するとともに状態遷移管理部３３２に出力する機能を有する。また、最大値算出部３３４は、前記複数のリチウムイオン蓄電池３１１のＳＯＣをＳＯＣ保持メモリ３３５から取得して、６つのＳＯＣの最大値を算出するとともに状態遷移管理部３３２に出力する機能を有する。ＳＯＣ保持メモリ３３５は、蓄電部３１０の前記複数のリチウムイオン蓄電池３１１からＳＯＣを周期的に、例えば１秒周期で、取得して保持する機能を有する。

　なお、電力管理部３３０は、電源選択部３２５を介して、通常運転時には電力系統５０からの電力供給を受けるとともに、電力系統５０から電力供給されない停電時などの非常時には、蓄電部３１０からの電力供給を受けるように構成されている。これにより、第３実施形態では、停電時などに電力管理部３３０への電力供給が停止される第１実施形態とは異なり、停電時でも蓄電部３１０からの電力供給によって動作し、蓄電部３１０（電力系統切替回路３２０）の充放電制御、切替回路部１０１ａの切替制御およびＡＣ－ＤＣコンバータ３４０の出力切替制御を継続して行うように構成されている。

　以上のような構成により、電力管理部３３０による蓄電部３１０の充放電制御が行われる。次に、図６、図８および図９を参照して、電力管理部３３０による充放電制御における充電状態、放電状態および充放電状態の各状態と、各状態間の遷移条件について説明する。

　各状態間の遷移は、充放電状態から充電状態に遷移する第１遷移条件と、充電状態から充放電状態に遷移する第２遷移条件と、充放電状態から放電状態に遷移する第３遷移条件と、放電状態から充放電状態に遷移する第４遷移条件との４つの遷移条件に基づいて行われる。これらの４つの遷移条件は、通常運転時では、蓄電部３１０（各リチウムイオン蓄電池３１１）の蓄電量を示すＳＯＣの閾値Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（通常運転時）である。そして、停電時などの非常時には、第１遷移条件の閾値Ａと第２遷移条件の閾値Ｂとが閾値Ｅおよび閾値Ｆにそれぞれ引き下げられる。なお、閾値Ａおよび閾値Ｅは、それぞれ、本発明の「第１閾値」および「第２閾値」の一例である。また、閾値Ｂは、「第１蓄電量」および「第４閾値」の一例である。また、閾値Ｃは、それぞれ、本発明の「第３閾値」および「第５閾値」の一例である。また、閾値Ｄは、本発明の「第３蓄電量」および「第６閾値」の一例である。閾値Ｆは、本発明の「第２蓄電量」および「第７閾値」の一例である。

　通常運転時において、充放電状態から充電状態に遷移する第１遷移条件の閾値Ａは、ＳＯＣ＝４０％に設定されている。第１遷移条件は、蓄電部３１０の放電が行われる状態（放電状態および充放電状態）から放電が行われない状態（充電状態）へと遷移する条件であるので、通常運転時には、ＳＯＣが閾値Ａ（４０％）以下になった場合に、蓄電部３１０から特定負荷３８０に対する放電を行わないように充放電制御が行われる。第１遷移条件（閾値Ａ）の判定は、６つのＳＯＣの最小値に基づいて行われる。すなわち、各リチウムイオン蓄電池３１１からの６つのＳＯＣのうち、最小のＳＯＣが閾値Ａ（４０％）以下になった場合には、蓄電部３１０の全てのリチウムイオン蓄電池３１１からの放電が停止される。充放電状態から充電状態に遷移する場合には、電力管理部３３０により放電経路３０２が遮断（放電用スイッチ３２２がオフ）されるとともにＡＣ－ＤＣコンバータ３４０の出力がオンに切り替えられることにより、電力系統５０からＡＣ－ＤＣコンバータ３４０およびＤＣ－ＤＣコンバータ３６０を介して特定負荷３８０への電力供給が行われる。一方、充放電状態から引き続き、発電電力出力部１０１からの発電電力が充電経路３０１を介して蓄電部３１０に供給される。

　充電状態から充放電状態に遷移する第２遷移条件の閾値Ｂは、ＳＯＣ＝６０％に設定されている。したがって、ＳＯＣが閾値Ａ（４０％）以下で充電状態に遷移した後、ＳＯＣが閾値Ｂ（６０％）以上まで充電された場合には、充放電状態へと遷移して、充電を継続しながら放電も並行して行われる。言い換えれば、ＳＯＣが閾値Ａ（４０％）以下になることによって放電が停止された（充電状態に遷移した）場合に、ＳＯＣが閾値Ａ（４０％）以上の所定の閾値Ｂ（６０％）になるまで、特定負荷３８０に対する放電は再開されないように充放電制御が行われる。この第２遷移条件（閾値Ｂ）の判定は、６つのＳＯＣの最大値に基づいて行われる。充電状態から充放電状態に遷移する場合には、図６に示すように、電力管理部３３０により放電経路３０２が接続（放電用スイッチ３２２がオン）されるとともに、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０の出力がオフに切り替えられ、蓄電部３１０から放電経路３０２およびＤＣ－ＤＣコンバータ３６０を介して特定負荷３８０への電力供給が行われる。また、並行して、発電電力出力部１０１から蓄電部３１０への充電経路３０１を介した電力供給が継続される。

　充放電状態から放電状態に遷移する第３遷移条件の閾値Ｃは、ＳＯＣ＝９０％に設定されている。したがって、ＳＯＣが６０％以上で充放電状態に遷移した後、（充電電力量が放電電力量を上回り）ＳＯＣが閾値Ｃ（９０％）以上まで充電された場合には、放電状態へと遷移して、放電のみが行われる。第３遷移条件は、蓄電部３１０の充電が行われる状態（充電状態および充放電状態）から充電が行われない状態（放電状態）へと遷移する条件であるので、ＳＯＣが閾値Ｃ（９０％）以上になった場合に、蓄電部３１０に対する充電が停止されるように制御される。第３遷移条件（閾値Ｃ）の判定は、６つのＳＯＣの最大値に基づいて行われる。すなわち、各リチウムイオン蓄電池３１１からの６つのＳＯＣのうち、最大のＳＯＣが閾値Ｃ（９０％）以上になった場合には、蓄電部３１０の全てのリチウムイオン蓄電池３１１への充電が停止される。これにより、ＳＯＣの最も大きいリチウムイオン蓄電池３１１が閾値Ｃ（９０％）になると充電が停止されるので、蓄電部３１０全体で閾値Ｃ（９０％）を超えて充電されるのを防止している。充放電状態から放電状態に遷移する場合には、図６に示すように、放電用スイッチ３２２がオン状態で、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０がオフの状態が継続されることにより、放電経路３０２を介して蓄電部３１０から特定負荷３８０への電力供給が継続される。一方、電力管理部３３０により、充電経路３０１が遮断（充電用スイッチ３２１がオフ）されるとともに切替回路部１０１ａがインバータ３側に切り替えられ、発電電力出力部１０１がインバータ３を介して母線４に接続される。この結果、発電電力出力部１０１からの供給電力（発電電力）が交流の一般負荷３７０に供給される。この際、供給電力（発電電力）が一般負荷３７０による消費電力を上回ったときには、余剰電力が電力系統５０に逆潮流される。

　放電状態から充放電状態に遷移する第４遷移条件の閾値Ｄは、ＳＯＣ＝６０％に設定されている。したがって、ＳＯＣが閾値Ｃ（９０％）以上で放電状態に遷移した後、ＳＯＣが閾値Ｄ（６０％）以下まで放電された場合には、充放電状態へと遷移して、放電を継続しながら充電も並行して行われる。言い換えれば、ＳＯＣが閾値Ｃ（９０％）以上になることによって充電が停止された（放電状態に遷移した）場合に、ＳＯＣが閾値Ｃ（９０％）未満の所定の閾値Ｄ（６０％）になるまで、蓄電部３１０への充電は再開されないように充放電制御が行われる。この第４遷移条件（閾値Ｄ）の判定は、６つのＳＯＣの最小値に基づいて行われる。放電状態から充放電状態に遷移する場合には、放電経路３０２を介して蓄電部３１０から特定負荷３８０への電力供給が継続される。また、電力管理部３３０により充電経路３０１が接続（充電用スイッチ３２１がオン）されるとともに切替回路部１０１ａが蓄電部３１０側に切り替えられ、発電電力出力部１０１からの発電電力が充電経路３０１を介して蓄電部３１０に供給される。

　なお、充放電状態と充電状態との間の第１遷移条件（閾値Ａ＝４０％）および第２遷移条件（閾値Ｂ＝６０％）が互いに異なるように設定している。また、充放電状態と放電状態との間の第３遷移条件（閾値Ｃ＝９０％）および第４遷移条件（閾値Ｄ＝６０％）が互いに異なるように設定している。つまり、各状態間の行きと帰りとで閾値が異なる。これにより、閾値近傍で状態遷移間を行ったり来たりを繰り返すのを防止している。

　以上が、通常運転時の状態遷移制御となる。停電時などの非常時には、状態遷移管理部３３２が停電検知部３２３から停電検出信号を受け取ることにより、遷移条件が変更される。

　停電時などの非常時には、充放電状態から充電状態に遷移する第１遷移条件の閾値Ａ（ＳＯＣ＝４０％）が、閾値Ｅ（ＳＯＣ＝１０％）に変更される。したがって、非常時には、ＳＯＣが閾値Ａよりも小さくなっても特定負荷３８０に対する放電が行われる。そして、蓄電部３１０の最小のＳＯＣが閾値Ａよりも小さい閾値Ｅ以下になると放電が停止するように制御される。これにより、非常時において、ＳＯＣの放電許容範囲を通常運転時の４０％（閾値Ａ）から１０％（閾値Ｅ）まで拡大することにより、より多くの電力を特定負荷３８０へ供給することが可能となる。なお、上記のように第１遷移条件（閾値Ｅ）の判定は、６つのＳＯＣの最小値に基づいて行われる。これにより、ＳＯＣの最も小さいリチウムイオン蓄電池３１１が閾値Ｅ以下になると全てのリチウムイオン蓄電池３１１の放電が停止されるので、蓄電部３１０全体で閾値Ｅを超えて放電されるのを防止している。

　これに伴い、非常時には、充電状態から充放電状態に遷移する第２遷移条件の閾値Ｂ（ＳＯＣ＝６０％）が、閾値Ｆに変更される。この閾値Ｆは、ＳＯＣ＝３０％に設定されている。したがって、非常時には、ＳＯＣが閾値Ｅ（１０％）以下になることによって放電が停止された（充電状態に遷移した）場合に、ＳＯＣが閾値Ｅ（１０％）以上の所定の閾値Ｆ（３０％）になるまで、特定負荷３８０に対する放電は再開されないように充放電制御が行われる。非常時に閾値Ａを閾値Ｅに引き下げるだけでなく、閾値Ｂを閾値Ｆに引き下げることによって、ＳＯＣが閾値Ｅ（１０％）以下になって充電状態に遷移した後、ＳＯＣが閾値Ｆ（３０％）以上まで充電されれば、充放電状態へと遷移して、（充電を継続しながら）迅速に放電を再開することができる。

　第３実施形態では、蓄電部３１０を通常運転時および非常時に、電力系統５０には電力を供給することなく特定負荷３８０に対して電力を供給することが可能なように構成することによって、非常時のみならず、通常運転時にも蓄電部３１０に蓄電された電力を逆潮流させることなく使用することができるので、蓄電部３１０の電力を有効に活用することができる。また、通常運転時に、蓄電量（ＳＯＣ）が閾値Ａ（４０％）以下になった場合に、充電状態に遷移するように蓄電部３１０の充放電を制御することによって、蓄電部３１０の蓄電量を常に一定量（閾値Ａ：４０％）以上確保することができるので、非常時になった場合にも、蓄電部３１０から電力を特定負荷３８０に十分に供給することができる。この場合、通常運転時においてはＳＯＣが一定量（閾値Ａ：４０％）を超える範囲内で充放電が行われるので、通常運転時における蓄電部３１０の放電深度を小さくすることができる。さらに、太陽光発電モジュール２１ａから電力系統５０に逆潮流することができる。これにより、余剰電力を廃棄することがないので、太陽光発電モジュール２１ａの発電電力を有効に活用することができる。

　また、電力管理部３３０は、非常時には、蓄電部３１０のＳＯＣが閾値Ａよりも小さい場合でも放電し、閾値Ａよりも小さい閾値Ｅ以下になると蓄電部３１０の放電（特定負荷３８０への電力供給）を停止するよう制御する。このように構成すれば、非常時にＳＯＣ（蓄電量）の放電可能範囲（下限）を拡大することができるので、停電時などの非常時により多くの電力を蓄電部３１０から供給することができる。また、非常時のみ深い放電深度（閾値Ｅ）での放電を許容するため、蓄電部３１０への負担を軽減することができる。

　また、電力管理部３３０は、蓄電部３１０を構成する複数のリチウムイオン蓄電池３１１の各々のＳＯＣのうち、最小のＳＯＣを用いて閾値Ｅよりも小さいか否かを判定するように構成されている。このように構成すれば、個体差などに起因して６つのリチウムイオン蓄電池３１１のＳＯＣにばらつきがある場合にも、全てのリチウムイオン蓄電池３１１に対してＳＯＣが閾値Ｅよりも小さくなることを防止することができる。これにより、非常時においても全てのリチウムイオン蓄電池３１１について過放電が発生するのを確実に防止することができる。

　また、電力管理部３３０は、蓄電部３１０の充電時（充放電状態）には、蓄電部３１０のＳＯＣが閾値Ａよりも大きい閾値Ｃになるまで充電を行うとともに閾値Ｃよりも大きくなった場合に充電を停止する（放電状態に遷移する）制御を行う。このように構成すれば、蓄電部３１０のＳＯＣ（蓄電量）が一定量（閾値Ｃ：９０％）を超えない範囲内で充放電を行うことができる。これによって蓄電部３１０の放電深度を小さくすることができるので、蓄電部３１０の長寿命化を図ることができる。

　また、電力管理部３３０は、蓄電部３１０を構成する複数のリチウムイオン蓄電池３１１の各々のＳＯＣのうち、最大のＳＯＣを用いて閾値Ｃよりも大きいか否かを判定する。このように構成すれば、個体差などに起因して各リチウムイオン蓄電池３１１のＳＯＣにばらつきがある場合にも、全てのリチウムイオン蓄電池３１１に対してＳＯＣが閾値Ｃよりも大きくなることを防止することができる。これにより、全てのリチウムイオン蓄電池３１１について過充電が発生するのを確実に防止することができる。

　また、電力管理部３３０は、通常運転時に、蓄電部３１０のＳＯＣが閾値Ａよりも小さくなった場合に、特定負荷３８０に対する放電を行わないように放電経路３０２を遮断（放電用スイッチ３２２をオフ）するとともに、特定負荷３８０に対して電力系統５０から電力を供給するように切替制御を行う。このように構成すれば、特定負荷３８０に対する接続先の切替制御を行うことによって、太陽光発電モジュール２１ａから電力系統５０に逆潮流可能な構成でも、蓄電部３１０からは逆潮流することなく特定負荷３８０に対して電力を供給する状態（放電状態および充放電状態）と、電力系統５０から特定負荷３８０に直接電力を供給する状態（充電状態）とを切り替えることができる。このため、電力系統と蓄電部との両方から負荷に電力供給するために発電システム全体として電力系統への逆潮流を行うことができない場合とは異なり、逆潮流により太陽光発電モジュール２１ａの余剰電力を有効活用しながら、特定負荷３８０への電力の安定供給を図ることができる。

　また、電力管理部３３０は、蓄電部３１０のＳＯＣの閾値Ａを含む遷移条件（第１遷移条件～第４遷移条件）を満たすか否かに基づいて、充電状態と、放電状態と、充放電状態とに切り替えることにより蓄電部３１０の充放電制御を行う。このように構成すれば、単に充電状態と放電状態とを切り替えるだけでなく、充電および放電の両方を行う充放電状態を含む３つの状態間で蓄電部３１０の充放電制御を行うことができる。太陽光発電モジュール２１ａから充電を行う太陽光発電システム３００では、充電時に蓄電部３１０に供給される電力が天候によってばらつく場合や昼間時間帯にのみ発電可能な制約などがあるので、蓄電部への充電ロスを抑制しつつ負荷への放電が可能になるなどより効率的に電力の有効活用を図ることができる。

　また、遷移条件は、充放電状態から充電状態に遷移する第１遷移条件（閾値Ａ）と、充電状態から充放電状態に遷移する第２遷移条件（閾値Ｂ）と、充放電状態から放電状態に遷移する第３遷移条件（閾値Ｃ）と、放電状態から充放電状態に遷移する第４遷移条件（閾値Ｄ）とを含み、閾値Ａと閾値Ｂとは互いに異なり、閾値Ｃと閾値Ｄとは互いに異なる。ここで、たとえば充放電状態と充電状態との間の遷移条件（閾値Ａおよび閾値Ｂ）を同一の閾値に設定した場合には、閾値近傍で状態遷移が頻繁に発生して放電の開始と停止とが頻繁に切り替わる可能性がある。これに対し、状態間の遷移条件が互いに異なるように構成すれば、充放電の状態遷移が頻発することに起因して蓄電部３１０の充放電を制御する回数、つまり、放電用スイッチ３２２、および、ＡＣ－ＤＣコンバータ３４０の制御が頻発するのを抑制することができる。

　また、電力管理部３３０および蓄電部３１０からなる充放電システムによって、非常時のみならず、通常運転時にも蓄電部３１０に蓄電された電力を逆潮流させることなく使用することができるので、蓄電部３１０の電力を有効に活用できる。また、この充放電システムによって、蓄電部３１０の蓄電量（ＳＯＣ）を常に一定量以上確保することができるので、非常時になった場合にも、蓄電部３１０から電力を特定負荷３８０に十分に供給することができる。また、通常運転時においては蓄電量（ＳＯＣ）が一定量（４０％）以上の範囲内で充放電が行われるので、通常運転時における蓄電部３１０の放電深度を小さくすることができる。これにより、蓄電部３１０への負担を軽減することができるので、蓄電部３１０の長寿命化を図ることができる。さらに、太陽光発電モジュール２１ａを電力系統５０に逆潮流可能に連系することによって、太陽光発電モジュール２１ａの発電電力が消費電力量を上回った場合などに、電力系統５０に逆潮流することができる。これにより、余剰電力を廃棄することがないので、太陽光発電モジュール２１ａの発電電力を有効に活用することができる。この結果、蓄電部３１０の電力を有効に活用することができ、かつ、逆潮流による太陽光発電モジュール２１ａの余剰電力の有効活用も可能な太陽光発電システム３００を得ることができる。

　また、電力管理部３３０は、通常運転時に、蓄電部３１０のＳＯＣが閾値Ｃよりも大きく（放電状態で）、かつ、一般負荷３７０による電力消費よりも太陽光発電モジュール２１ａ（発電電力出力部１０１）の発電電力が上回った場合に、太陽光発電モジュール２１ａの発電電力を電力系統５０に逆潮流する。このように構成すれば、容易に、太陽光発電モジュール２１ａの余剰電力を逆潮流させて発電電力の有効活用を図ることができる。

　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

　たとえば、第１～第３実施形態では、太陽光発電モジュール２１（２１ａ）によって発電を行う例について説明したが、本発明はこれに限らず、発電モジュールとして他の直流発電装置あるいは風力発電装置などの他の自然エネルギーを用いて発電する発電モジュールを用いてもよい。

　また第１～第３実施形態では、蓄電部７１（３１０）としてリチウムイオン蓄電池（３１１）を用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、他の２次電池を用いてもよい。たとえば、ニッケル水素蓄電池や鉛蓄電池などの蓄電池を用いてもよい。また、本発明の「蓄電部」の一例として、蓄電池の代わりにキャパシタを用いてもよい。なお、蓄電部として鉛蓄電池を用いる場合には、放電時において鉛蓄電池の性能の悪化が生じない程度の残量より大きい値を「第１閾値（所定の閾値）」として設定して用いればよい。また、サルフェーション現象を避けるため、停電時において鉛蓄電池の放電時に放電用のスイッチ７３ｃをオフにするなどの機構を設けることが好ましい。

　また、第１および第２実施形態では、特定負荷６０の例として交流電源で駆動させる機器を示したが、第３実施形態のように直流電源で駆動される特定負荷３８０を用いてもよい。さらに、特定負荷６０として、直流負荷および交流負荷が混在してもよい。

　また、第１および第２実施形態では、蓄電ユニット７に温度センサ７８および排気ファン７９を設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、温度センサ７８および排気ファン７９がなくてもよい。

　また、第１および第２実施形態では、切替スイッチ５および６を設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、切替スイッチ５および６のいずれか一方のみを設けるようにしてもよいし、切替スイッチを設けなくてもよい。

　また、第１および第２実施形態では、蓄電ユニット７を屋外に設置する例について説明したが、本発明はこれに限らず、蓄電ユニット７を屋内に設置してもよい。

　また、第１および第２実施形態では、蓄電部７１の放電を停止する際の所定の閾値を満充電状態の５０％とした例を示したが、本発明はこれに限らず、５０％以外の値を閾値としてもよい。

　また、第１および第２実施形態では、蓄電ユニット７のコントロールボックス７５単独、または、コントロールボックス７５および制御部１０２によって充放電制御を行う例について説明したが、本発明はこれに限らず、制御部１０２が直接充放電制御を行ってもよい。

　また、第１実施形態では、蓄電部７１に蓄電された電力を電力系統５０には供給しないように構成した例について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、蓄電部７１に蓄電された電力を電力系統５０に供給するように構成してもよい。具体的には、図１０に示す変形例のように、切替スイッチ５を第１状態および第２状態の他に、切替スイッチ５１、５２および５３がそれぞれオン、オフおよびオンの第５状態にも切替可能に構成してもよい。この第５状態では、オンになった切替スイッチ５１および５３によって、配線５ａ、５ｂおよび５ｄが接続される。一方、オフになった切替スイッチ５２により、配線５ａと配線５ｃとの間は切断されている。これにより、切替スイッチ５を第５状態とし、切替スイッチ６を第４状態とすれば、これらの切替スイッチ５および切替スイッチ６を介して、母線４と、特定負荷６０と、蓄電部７１が放電する際の電流経路（スイッチ７３ｃ、インバータ７４ａおよび配線７ｂを通る経路、図１参照）とが接続される。この図１０の変形例ように構成すれば、電力系統５０、発電電力出力部２および蓄電部７１を互いに接続することが可能であるので、発電電力出力部２および蓄電部７１の一方または両方から電力系統５０への電力供給（逆潮流）を行うことが可能である。また、電力系統５０、発電電力出力部２および蓄電部７１のいずれか１つ、または複数から特定負荷６０に対して電力供給を行うことが可能である。

　また、第３実施形態では、充電状態と、放電状態と、充放電状態との状態遷移条件をＳＯＣの閾値として設定した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＳＯＣの閾値以外の遷移条件を設定してもよい。たとえば、ＳＯＣの閾値に加えて、時間（たとえば、夜間、昼間、深夜電力時間帯など）などを遷移条件としてもよい。また、蓄電部のＳＯＣの変化量などを遷移条件に加えてもよい。たとえば、負荷の電力消費量が大きく、放電時のＳＯＣの減少量（変化量）が大きい場合には、（ＳＯＣが閾値よりも高い状態でも）放電状態から充放電状態へ移行するなどの遷移条件を加えてもよい。また、太陽光発電モジュール２１ａの発電量が大きく、充電時のＳＯＣの増加量（変化量）が大きい場合には、充電状態から充放電状態へ移行する第２遷移条件の閾値Ｂを引き下げるようにしてもよい。

　なお、第３実施形態における各遷移条件の閾値Ａ～Ｆは一例であり、第３実施形態で示した閾値以外の閾値を設定してもよい。また、各遷移条件の判定において、たとえば第１遷移条件はＳＯＣが４０％「未満」になった場合に遷移条件を満たすように設定した例を示したが、４０％「以下」としてもよい。

　また、第３実施形態では、充電状態へ遷移する第１遷移条件（閾値Ａ、非常時には閾値Ｅ）の判定を、ＳＯＣの最小値を用いて行うように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＳＯＣの平均値などの最小値以外を用いて判定してもよい。

　同様に、第３実施形態では、放電状態へ遷移する第３遷移条件（閾値Ｃ）の判定を、ＳＯＣの最大値を用いて行うように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＳＯＣの平均値などの最大値以外を用いて判定してもよい。

　なお、第３実施形態では、電力管理部が６つのリチウムイオン蓄電池からそれぞれＳＯＣを取得するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電力管理部は、予め決定されたリチウムイオン蓄電池（蓄電池パック）の開放端電圧とＳＯＣとの関係を示す計算式マップ（あるいはテーブル）を参照することによりＳＯＣを求めても良い。なお、各リチウムイオン蓄電池（蓄電池パック）には内部抵抗が存在するため、リチウムイオン蓄電池（蓄電池パック）に充放電電流が流れている場合には、上記の内部抵抗による電圧降下を考慮して、蓄電池パックの＋－電極間の電圧から蓄電池パックの開放端電圧を求める必要がある。また、上記の内部抵抗は温度、使用頻度によっても変化することから、上記の計算式マップ（あるいはテーブル）に温度、使用頻度をパラメータとして含めることで、より精度の高いＳＯＣを求めることができる。

　また、第３実施形態では、停電時などの非常時に、第１遷移条件および第２遷移条件の通常運転時の閾値Ａおよび閾値Ｂを、それぞれ閾値Ｅおよび閾値Ｆに変更する（引き下げる）ように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、非常時にも閾値（遷移条件）を変更しないようにしてもよい。あるいは、非常時に、第１遷移条件および第２遷移条件に加えて第３遷移条件および第４遷移条件も変更するようにしてもよい。

　また、第３実施形態では、第１遷移条件および第２遷移条件を互いに異ならせるとともに、第３遷移条件および第４遷移条件を互いに異ならせるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１遷移条件および第２遷移条件を互いに一致させてもよく、また、第３遷移条件および第４遷移条件を互いに一致させてもよい。また、非常時に第１遷移条件のみを変更してもよく、あるいは、非常時にも閾値（遷移条件）を変更しない。

　また、第３実施形態では、充放電状態を介して放電状態と充電状態との間を遷移させるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、放電状態と充電状態とを直接遷移させる遷移条件をさらに設定してもよい。

Claims (16)

1. 　通常運転時および非常時に、所定の負荷に対して電力を供給する蓄電部と、
   　前記蓄電部の充放電を制御する充放電制御部とを備え、
   　前記充放電制御部は、前記通常運転時に、前記蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になった場合に、前記所定の負荷に対する放電を行わないように前記蓄電部の充放電を制御するように構成され、
   　前記非常時には、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値以下になっても前記蓄電部の放電を行うとともに、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下になると前記蓄電部の放電を停止するように制御することにより、前記所定の負荷に電力を供給するように構成されている、充放電システム。
2. 　前記充放電制御部は、
   　前記通常運転時に、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値以下になることによって前記蓄電部の放電が停止した場合に、前記蓄電部の蓄電量が少なくとも前記第１閾値以上の所定の第１蓄電量になるまで、前記所定の負荷に対する放電を再開しないように前記蓄電部の充放電を制御し、
   　前記非常時に、前記蓄電部の蓄電量が前記第２閾値以下になることによって前記蓄電部の放電が停止した場合に、前記蓄電部の蓄電量が少なくとも前記第２閾値以上の所定の第２蓄電量になるまで、前記所定の負荷に対する放電を再開しないように前記蓄電部の充放電を制御するように構成されている、請求項１に記載の充放電システム。
3. 　前記蓄電部は、複数の蓄電池を含み、
   　前記充放電制御部は、前記複数の蓄電池の各々の蓄電量のうち、最小の蓄電量が前記第２閾値以下になると、前記複数の蓄電部の全ての放電を停止するように制御するように構成されている、請求項２に記載の充放電システム。
4. 　前記充放電制御部は、前記蓄電部の充電時には、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値よりも大きい第３閾値になるまで充電するとともに、前記第３閾値以上になった場合に充電を停止するように制御するように構成されている、請求項１に記載の充放電システム。
5. 　前記蓄電部は、複数の蓄電池を含み、
   　前記充放電制御部は、前記複数の蓄電池の各々の蓄電量のうち、最大の蓄電量が前記第３閾値以上になると、前記複数の蓄電部の全ての充電を停止するように制御するように構成されている、請求項４に記載の充放電システム。
6. 　前記充放電制御部は、前記蓄電部の蓄電量が前記第３閾値以上になることによって前記蓄電部の充電が停止した場合に、前記蓄電部の蓄電量が少なくとも前記第３閾値未満の所定の第３蓄電量になるまで充電を再開しないように前記蓄電部の充放電を制御するように構成されている、請求項４に記載の充放電システム。
7. 　電力系統と前記蓄電部との間を接続する第１電力経路と、
   　前記電力系統には接続されておらず、前記蓄電部と前記所定の負荷との間を接続する第２電力経路とをさらに備え、
   　前記充放電制御部は、前記電力系統からの電力を前記蓄電部に充電するときは前記第１電力経路を用い、前記蓄電部からの電力を前記所定の負荷に供給するときは前記第２電力経路を用いるように構成されている、請求項１に記載の充放電システム。
8. 　前記蓄電部は、リチウムイオン蓄電池を含む、請求項１に記載の充放電システム。
9. 　前記所定の負荷と、前記蓄電部および電力系統のいずれかとの接続を切り替える切替部を備え、
   　前記充放電制御部は、通常運転時に、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値以下になった場合に、前記所定の負荷と前記蓄電部との接続を、前記所定の負荷と前記電力系統との接続に切り替えるように前記切替部を制御する、請求項１に記載の充放電システム。
10. 　前記充放電制御部は、前記蓄電部の蓄電量と所定の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記蓄電部に充電する充電状態と、前記蓄電部から前記所定の負荷に対して放電する放電状態と、前記充電状態および前記放電状態の両方を行う充放電状態とを切り替えるように構成されている、請求項１に記載の充放電システム。
11. 　前記充放電制御部は、
    　通常運転時において、
    　前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値よりも低い場合に前記充電状態に切り替え、
    　前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値より高く、第４閾値よりも高い場合に前記充電状態から前記充放電状態に切り替え、
    　前記蓄電部の蓄電量が前記第４閾値よりも高く、前記第５閾値よりも高い場合に前記放電状態に切り替え、
    　前記蓄電部の蓄電量が前記第５閾値よりも低く、かつ、前記第１閾値よりも高く、第６閾値よりも低い場合には前記放電状態から前記充放電状態に切り替えるとともに、
    　非常時において、
    　前記蓄電部の蓄電量が前記第２閾値よりも低い場合に前記充電状態に切り替え、
    　前記蓄電部の蓄電量が前記第２閾値よりも高く、第７閾値よりも高い場合に前記充電状態から前記充放電状態に切り替えるように構成されている、請求項１０に記載の充放電システム。
12. 　自然エネルギーを用いて発電する発電モジュールと電力系統との少なくとも一方と前記蓄電部との接続および遮断を切替可能な充電用スイッチと、
    　前記所定の負荷と前記蓄電部との接続および遮断を切替可能な放電用スイッチとをさらに備え、
    　前記充放電制御部は、前記充電用スイッチおよび前記放電用スイッチをそれぞれ独立して切替制御することにより、前記充電状態と、前記放電状態と、前記充放電状態とを切り替えるように構成されている、請求項１０に記載の充放電システム。
13. 　電力系統の停電を検出する停電検知部をさらに備え、
    　前記充放電制御部は、前記停電検知部の検出結果に基づいて、前記通常運転時における前記蓄電部の充放電の制御と、前記非常時における前記蓄電部の充放電の制御とを切り替えるように構成されている、請求項１に記載の充放電システム。
14. 　電力系統に逆潮流可能に連系され、自然エネルギーを用いて発電する発電モジュールと、
    　前記発電モジュールと前記電力系統とのうちの少なくとも一方からの電力を蓄電し、前記電力系統には電力を供給することなく所定の負荷に対して電力を供給する蓄電部と、
    　前記蓄電部の充放電を制御する充放電制御部とを備え、
    　前記充放電制御部は、前記通常運転時に、前記蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になった場合に、前記負荷に対する放電を行わないように前記蓄電部の充放電を制御するように構成され、
    　前記非常時には、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値以下になっても前記蓄電部の放電を行うとともに、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下になると前記蓄電部の放電を停止するように制御することにより、前記所定の負荷に電力を供給するように構成されている、発電システム。
15. 　前記充放電制御部は、通常運転時に、少なくとも前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値よりも大きく、かつ、前記所定の負荷による電力消費よりも前記発電モジュールの発電電力が上回った場合に、前記発電モジュールの発電電力を前記電力系統に逆潮流するように制御する、請求項１４に記載の発電システム。
16. 　通常運転時および非常時に、所定の負荷に対して電力を供給する蓄電部と、
    　前記蓄電部の充放電を制御する充放電制御部とを備え、
    　前記充放電制御部は、通常運転時に、前記蓄電部の蓄電量が第１閾値以下になったときに、前記所定の負荷に対して放電を停止するように制御し、
    　前記非常時には、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値以下になっても前記蓄電部の放電を行うとともに、前記蓄電部の蓄電量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下になると前記蓄電部の放電を停止するように制御することにより、前記所定の負荷に電力を供給するように構成されている、充放電制御装置。

Images