WO2011118606A1

WO2011118606A1 - 電力供給システム

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Publication number: WO2011118606A1
Application number: PCT/JP2011/056904
Authority: WO
Inventors: 岩▲崎▼　利哉; 敦史須山
Original assignee: 三洋電機株式会社
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2011-09-29

Abstract

　負荷に電力を供給する電力供給システムであって、供給される電力を充電し、放電により電力を供給する蓄電部と、前記蓄電部が設置された空間の温度を制御する温度制御部と、を備え、前記蓄電部の充電及び前記蓄電部の放電の少なくとも一つが行われること又は行われたことを認識すると、前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を制御する電力供給システムとした。

Description

電力供給システム

　本発明は、電力を供給する電力供給システムに関する。

　近年、蓄電池の大容量化が進み、電動自動車や電動バイクなどの電動車両の駆動用や、家庭や店舗、ビルなどで消費される電力の貯蔵用などでの利用が検討され、今後広く普及することが見込まれている。このような大容量の蓄電池は、その用途などから交換が困難であるため、携帯端末などに備えられる小容量の蓄電池よりも、長寿命であることが強く望まれる。

　蓄電池の寿命は、その温度の影響を強く受ける。特に、蓄電池が高温になるほど、寿命は短くなる。

　例えば特許文献１では、太陽電池と、太陽電池が生成する電力を充電する蓄電池と、を備えた電力供給システムが提案されている。この電力供給システムでは、蓄電池が満充電となったことを、蓄電池の温度を測定することで検出する。そして、蓄電池が満充電となったことを検出することで充電を停止し、それまで充電に利用していた太陽電池が生成する電力を、蓄電池の冷却に利用するように切り替える。これにより、太陽電池が生成する電力を無駄にすることなく、満充電後に速やかに蓄電池の温度を下げることで、短時間で蓄電池を充電可能な状態にすることが可能となる。

特開平５－２８４６６９号公報

　特許文献１で提案されている電力供給システムでは、電力の供給先を切り替えることで、充電終了後の蓄電池の温度を短時間で下げることは可能である。しかしながら、充電終了後の蓄電池の温度を短時間で下げたとしても、蓄電池の温度は上がってしまうため、蓄電池の寿命を効果的に長くすることは困難である。

　そこで本発明は、蓄電部の寿命を効果的に長くすることを可能とする電力供給システムを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の電力供給システムは、負荷に電力を供給する電力供給システムであって、供給される電力を充電し、放電により電力を供給する蓄電部と、前記蓄電部が設置された空間の温度を制御する温度制御部と、を備え、前記蓄電部の充電及び前記蓄電部の放電の少なくとも一つが行われること又は行われたことを認識すると、前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を制御する構成とする。

　このように構成すると、蓄電部の温度が大きく上昇する前に、蓄電部設置空間の温度を下げることが可能となる。したがって、蓄電部の温度が上昇することを効果的に抑制し、蓄電部の長寿命化を図ることが可能となる。

　また、上記構成において、単位時間当たりに前記蓄電部から放電される電力量が大きい急速放電が行われることを認識すると、前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げるように制御する構成としてもよい。

　このように構成すると、急速放電により蓄電部の温度が大きく上昇する前に、蓄電部設置空間の温度を下げることが可能となる。

　また、上記いずれかの構成において、単位時間当たりに前記蓄電部に充電される電力量が大きい急速充電が行われることを認識すると、前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げるように制御する構成としてもよい。

　このように構成すると、急速充電により蓄電部の温度が大きく上昇する前に、蓄電部設置空間の温度を下げることが可能となる。

　また、上記いずれかの構成において、前記負荷に、電動車両に備えられるバッテリを充電するＥＶ充電部が含まれ、前記温度制御部が、前記ＥＶ充電部が動作を開始する際の信号を取得することで、前記蓄電部の放電が行われることを認識し、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げる制御を行う構成としてもよい。

　このように構成すると、蓄電部の放電が行われることを、温度制御部が認識することが可能となる。また、蓄電部の放電により、電力会社から供給される電力の単位時間当たりの電力量の最大値を抑制するとともに、それに伴う蓄電部の温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。

　また、上記いずれかの構成において、前記蓄電部に充電される電力または電流と、前記蓄電部から放電される電力または電流と、の少なくとも一方を測定する蓄電部計と、前記電力供給システムから前記負荷に供給される電力または電流を測定する分電部計と、の少なくとも一方をさらに備え、前記温度制御部が、前記蓄電部計及び前記分電部計の少なくとも一方の測定結果に基づいて、前記蓄電部の充電及び放電の少なくとも一方が行われることを認識し、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げる制御を行う構成としてもよい。

　このように構成すると、蓄電部の充電及び放電の少なくとも一方を、温度制御部が自律的に認識することが可能となる。また、分電部計は、通常の電力供給システムにも備えられることが多い。そのため、分電部計の測定結果を利用する構成とすると、既存の構成を利用することができる。

　また、上記いずれかの構成において、前記認識は前記蓄電部の放電計画に基づき行われ、放電開始前に前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げるように制御する構成としてもよい。

　このように構成すると、温度制御部は放電するタイミングを事前に認識することができ、事前に蓄電部が設置された空間を冷却し、放電に伴う蓄電部の温度上昇を効果的に抑制できる。

　本発明によると、蓄電部の寿命を効果的に長くすることが可能となる。

　本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明によりさらに明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の実施の形態の一つであって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

本発明の実施の一形態である電力供給システムの構成例を示すブロック図である。蓄電部設置空間の例を示す模式図である。負荷部で消費される電力量の一例を示すグラフである。負荷部で消費される電力量が図３に示す場合であるときの、蓄電部の充放電の制御例を示すグラフである。負荷部で消費される電力量が図３に示す場合であるときの、蓄電部の充放電の好ましい制御例を示すグラフである。ＥＶ充電部の動作例と蓄電部の充電可能期間とを示すグラフである。温度制御部の制御例を示す表である。ＥＶ充電部の動作例と温度制御部が信号を検出するタイミングとを示すグラフである。

　本発明の実施の一形態である電力供給システムについて、以下図面を参照して説明する。

　＜＜電力供給システム＞＞
　まず、本発明の実施の一形態である電力供給システムの構成の一例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態である電力供給システムの構成例を示すブロック図である。なお、図中の各ブロックを接続する実線の矢印は電力のやり取りを示し、破線の矢印は情報のやり取りを示している。

　図１に示す電力供給システム１は、供給される電力を充電し放電により電力を供給する蓄電部１１を備える蓄電関連部１０と、太陽光発電により電力を生成する太陽光発電部２０と、電力を消費する負荷部３１を備える負荷関連部３０と、電力の授受を調整するパワーコンディショナ（以下、パワコンとする）４０と、各部の動作を制御する制御部５０と、を備える。

　蓄電関連部１０は、蓄電部１１と、蓄電部１１が設置された空間（以下、蓄電部設置空間とする）の温度を測定する温度測定部１２と、蓄電部設置空間の温度を調整する温度調整部１３と、を備える。

　蓄電部１１は、例えば大容量の蓄電池から成る。温度測定部１２は、例えばサーミスタや熱電対などの温度センサから成る。温度調整部１３は、例えば空冷ファンやエアコンディショナ（以下、エアコンとする）などの温度を調整し得る機器から成る。なお、温度調整部１３には、空冷ファンやエアコン（冷房）などの温度を下げる機器だけでなく、エアコン（暖房）や太陽熱システム、排熱利用システムなどの温度を上げる機器も含まれ得る。また、温度調整部１３は、後述する負荷部３１に含まれ得る。

　また、蓄電部設置空間について、図２を参照して説明する。図２は、蓄電部設置空間の例を示す模式図である。図２（ａ）は、店舗などの建物Ｓ内の全部または一部の空間と、蓄電部設置空間Ｂ１とを共用にした場合の例である。図２（ｂ）は、建物Ｓ内の他の空間と区別された蓄電部設置空間Ｂ２（即ち、蓄電部１１を設置するための専用の空間）を設けた場合の例である。なお、図２（ｂ）の例において、蓄電部設置空間Ｂ２を、建物Ｓの外部に設けても構わない。

　負荷関連部３０は、負荷部３１と、供給される電力を必要に応じて負荷部３１に供給する分電部３２と、を備える。

　負荷部３１は、電力を消費する各種機器から成り、電動車両（Electric　Vehicle）の駆動用の蓄電池（バッテリ）を充電するＥＶ充電部３１１が含まれる。ＥＶ充電部３１１は、電動車両のバッテリを充電するために、分電部３２から供給される交流電力を直流電力に変換する。分電部３２には、電力会社から供給される電力（以下、系統電力とする）や、パワコン４０が供給する電力が供給される。また、分電部３２は、分電部３２を介して負荷部３１に供給される電力または電流を測定する分電部計３２１を備える。

　パワコン４０は、入力される直流電力を所定の直流電力に変換して出力する太陽光発電部用コンバータ４１と、入力される交流電力または直流電力を所定の直流電力または交流電力に変換して出力するインバータ４２と、入力される直流電力を所定の直流電力に変換して出力する蓄電部用コンバータ４３と、を備える。

　太陽光発電部用コンバータ４１は、太陽光発電部２０で生成される直流電力を、インバータ４２や蓄電部用コンバータ４３での処理に適した直流電力に変換して出力する。インバータ４２は、分電部３２を介して入力される交流の系統電力を、蓄電部用コンバータ４３での処理に適した直流電力に変換して出力する。また、インバータ４２は、太陽光発電部用コンバータ４１から出力される直流電力や、蓄電部用コンバータ４３から出力される直流電力を、分電部３２や負荷部３１での処理に適した交流電力に変換して、分電部３２に出力する。蓄電部用コンバータ４３は、太陽光発電部用コンバータ４１から出力される直流電力や、インバータ４２から出力される直流電力を、蓄電部１１の充電に適した直流電力に変換して、蓄電部１１に出力する。また、蓄電部用コンバータ４３は、蓄電部１１の放電により供給される直流電力を、インバータ４２での処理に適した直流電力に変換して出力する。

　蓄電部用コンバータ４３は、蓄電部１１に充電する電力または電流と蓄電部１１が放電する電力または電流との少なくとも一方を測定する蓄電部計４３１と、蓄電部１１の充電及び放電を行う充放電調整部４３２と、を備える。

　制御部５０は、充放電調整部４３２の動作を制御する充放電制御部５１と、太陽光発電部２０で発電される電力量を予測する発電予測部５２と、負荷部３１で消費される電力量を予測する負荷予測部５３と、温度調整部１３の動作を制御する温度制御部５４と、を備える。なお、制御部５０の一部または全部が、パワコン４０内に設置されても構わないし、パワコン４０と独立して設置されても構わない。

　充放電制御部５１は、発電予測部５２で予測される太陽光発電部２０が発電する電力量や、負荷予測部５３で予測される負荷部３１が消費する電力量に基づいて、充放電調整部４３２を制御する。これにより、蓄電部１１の充電及び放電が行われる。なお、充放電制御部５１による蓄電部１１の充放電の制御例については、後述する。

　発電予測部５２は、例えば、パワコン４０の太陽光発電部用コンバータ４１から、太陽光発電部２０による発電に関する情報（例えば、発電している電力を示す情報や、太陽光発電部２０の動作を制御する制御信号など）を取得することで、太陽光発電部２０で発電される電力量を予測する。例えば、数分後や数時間後までの短期的な予測をする。なお、発電予測部５２が、取得する情報を随時記録したり、天気予報などの情報を外部から取得したりしても構わない。さらに、記録した情報や外部から取得した情報を利用して、例えば翌日や数日後までの長期的な予測をしても構わない。

　負荷予測部５３は、例えば、負荷関連部３０の分電部計３２１や負荷部３１から、負荷部３１に関する情報（例えば、負荷部３１に供給される電力または電流を示す情報や、負荷部３１の動作を制御する制御信号など）を取得することで、負荷部３１で消費される電力量を予測する。例えば、数分後や数時間後までの短期的な予測をする。なお、負荷予測部５３が、取得する情報を随時記録し、その後の予測に利用しても構わない。さらに、記録した情報や外部から取得した情報を利用して、例えば翌日や数日後までの長期的な予測をしても構わない。

　温度制御部５４は、例えば、蓄電関連部１０の温度測定部１２から、蓄電部設置空間の温度を示す情報を取得する。また例えば、パワコン４０の蓄電部計４３１から、蓄電部１１が充電または放電する電力または電流を示す情報を取得する。また例えば、負荷関連部３０の分電部計３２１や負荷部３１から、負荷部３１に関する情報を取得する。また例えば、制御部５０の充放電制御部５１から、蓄電部１１の充放電を制御する制御信号を取得する。温度制御部５４は、取得したこれらの情報に基づいて、温度調整部１３の動作を制御する。なお、温度制御部５４による蓄電部設置空間の温度の制御例については、後述する。

　なお、温度測定部１２が、蓄電部設置空間に加えて（または代えて）、蓄電部１１の温度を測定するものであっても構わない。また、温度調整部１３が、蓄電部設置空間に加えて（または代えて）、蓄電部１１の温度の調整を行うものであっても構わない。

　また、上述の構成は、蓄電部１１が供給する直流電力を、インバータ４２で交流電力に変換した後にＥＶ充電部３１１で直流電力に変換して電動車両のバッテリに充電するものであるが、蓄電部１１が供給する直流電力を電動車両のバッテリに直接的に供給可能な構成としても構わない。このような構成とする場合、蓄電部１１と電動車両のバッテリとの間を介する簡易的なインターフェースを設けても構わない。

　また、図１に示す電力供給システム１の構成は一例に過ぎず、他の構成としても構わない。例えば、インバータ４２の代わりに、太陽光発電部用コンバータ４１から出力される直流電力を交流電力に変換して分電部３２に入力する太陽光発電部用インバータと、蓄電部用コンバータ４３から出力される直流電力を交流電力に変換して分電部３２に入力するとともに分電部３２を介して入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電部用コンバータ４３に入力する蓄電部用インバータと、のそれぞれを備える構成としても構わない。さらに、この蓄電部用インバータの代わりに、蓄電部用コンバータ４３から出力される直流電力を交流電力に変換して分電部３２に入力する放電用インバータと、分電部３２を介して入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電部用コンバータ４３に入力する充電用インバータと、のそれぞれを備える構成としても構わない。

　また、各ブロックの包含関係は説明の便宜のために過ぎず、これ以外の関係であっても構わない。例えば、蓄電部計４３１や充放電調整部４３２が、蓄電関連部１０に含まれても（蓄電部用コンバータ４３に含まれなくても）構わない。また例えば、蓄電部用コンバータ４３が、蓄電関連部１０に含まれても（パワコン４０に含まれなくても）構わない。

　＜充放電制御部＞
　次に、充放電制御部５１の制御例について、図面を参照して説明する。図３は、負荷部で消費される電力量の一例を示すグラフであり、各時間帯の電力量を示すものである。

　図３では、ＥＶ充電部３１１で消費される電力量（図中、斜めのハッチングを付した領域）と、ＥＶ充電部３１１以外の負荷部３１で消費される電力量（図中、白塗りの領域）と、を分けて表示している。ＥＶ充電部３１１以外の負荷部３１で消費される電力量とは、例えば、電力供給システム１が備えられる店舗（例えば、コンビニエンスストアなど）で使用される、照明やエアコン、冷蔵庫などの各種機器などで消費される電力である。　

　ＥＶ充電部３１１で消費される電力と、ＥＶ充電部３１１以外の負荷部３１で消費される電力量とは同程度の大きさ（例えば、電力量のオーダーが略等しい）である。なお、図３では、ＥＶ充電部３１１以外の負荷部３１で消費される電力量は、変動はあるが原則的に全ての時間帯で（恒常的に）発生し、ＥＶ充電部３１１で消費される電力量は、利用者があった場合に（一時的に）発生するものとしている。

　このとき、太陽光発電部２０で生成される電力量や、蓄電部１１の放電により供給される電力を利用しなければ、図３に示す負荷部３１で消費される電力量を、全て系統電力で賄うことになる。このとき、負荷部３１で消費される単位時間当たりの電力量の最大値Ｗ１（１４時～１５時）も、そのまま系統電力で賄うこととなる。すると、電力会社が発電する電力が一時的に大きくなる（不安定になる）ため、環境負荷が増大（例えば、二酸化炭素排出量が増大）したり、電力料金が高くなったりするなどの問題が生じ得る。なお、一般的に電力会社は、効率良く発電する（発電する電力を平準化する）などの理由から、使用者が購入した単位時間（例えば、３０分）当たりの電力量の最大値が大きいほど、電力料金（特に基本料金）が高くなるように設定している。例えば電力料金には、固定性の基本料金と、従量制の使用料金とが含まれる。

　そのため、電力供給システム１は、充放電制御部５１が蓄電部１１の充放電を適応的に制御したり、太陽光発電部２０で発電される電力を負荷部３１で消費したりすることで、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を低減する。特に、ＥＶ充電部３１１が動作する際に蓄電部１１を放電することで、必要となる系統電力の電力量を抑制し、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を低減する。

　この蓄電部１１の充放電の具体的な制御例について、図面を参照して説明する。図４は、負荷部で消費される電力量が図３に示す場合であるときの、蓄電部の充放電の制御例を示すグラフである。なお、図４（ａ）は、負荷部３１で消費される電力量を時系列で示したグラフであり、図４（ｂ）は、系統電力以外の供給される電力量を時系列で示したグラフであり、図４（ｃ）は、必要となる系統電力の電力量を時系列で示したグラフである。

　図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、本制御例では、ＥＶ充電部３１１が動作することを充放電制御部５１が認識すると、充放電調整部４３２を制御して蓄電部１１を放電させる（例えば、１１～１２時など）。また、充放電制御部５１は、蓄電部１１を放電させた後、ＥＶ充電部３１１が動作していないことを認識すると、充放電調整部４３２を制御して蓄電部１１を充電させる（例えば、１２時～１３時など）。

　充放電制御部５１は、例えば負荷部３１（特に、ＥＶ充電部３１１）の制御信号や分電部計３２１の測定結果、負荷予測部５３の予測結果などを参照することで、ＥＶ充電部３１１の動作の有無や負荷部３１で消費される電力量を認識することができる。

　また、図４（ｂ）に示すように、昼間（７時～１８時）は太陽光発電部２０が発電する電力量も供給される。そして、図４（ａ）に示す負荷部３１で消費される電力量から、図４（ｂ）に示す供給される電力量を減算した電力量が、図４（ｃ）に示す必要な系統電力の電力量となる。

　このように制御すると、負荷部３１で消費される電力量の一部を、蓄電部１１の放電により供給される電力量と太陽光発電部２０が発電する電力量とで賄うことができる。そのため、図４（ｃ）に示すように、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を低減することが可能となる。具体的には、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値Ｗ２（２１時～２２時）を、図３に示す単位時間当たりの電力量の最大値Ｗ１よりも低減することが可能となる。

　ところで、図４に示したように、所定の時間帯単位で充電と放電とが交互に行われるように制御する場合、例えば図４（ａ）に示す１３時～１５時や２０時～２２時のように、連続する時間帯でＥＶ充電部３１１が動作すると、後半の時間帯（１４時～１５時、２１時～２２時）では蓄電部１１が充電されていないため、放電できない。すると、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を、十分に低減できない場合が生じ得る。

　そこで、充放電制御部５１が蓄電部１１の充放電をさらに適応的に制御する好ましい制御例について、図面を参照して説明する。図５は、負荷部で消費される電力量が図３に示す場合であるときの、蓄電部の充放電の好ましい制御例を示すグラフである。なお、図５（ａ）～図５（ｃ）は、図４（ａ）～図４（ｃ）のそれぞれに対応し、かつ対比され得るものである。以下では、図５（ａ）～図５（ｃ）について、図４（ａ）～図４（ｃ）と異なる部分を中心に説明し、同様となる部分の説明は省略する。

　図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本制御例は、「ＥＶ充電部３１１を除く負荷部３１で消費される単位時間当たりの電力量について、最大値Ｒ１を基準とした閾値Ｔ１よりも小さい場合は、ＥＶ充電部３１１が動作しても蓄電部１１の放電を行わない」という制御を、図４の制御例に加えたものである。なお、最大値Ｒ１は、負荷予測部５３の長期的な予測によって設定しても構わないし、随時更新しても構わない。また、閾値Ｔ１を、最大値Ｒ１よりも所定の大きさだけ小さい値としても構わないし、最大値Ｒ１の所定の割合（ただし、１より小さい）の値としても構わない。

　このように制御すると、例えば２０時～２２時の時間帯において、ＥＶ充電部３１１を除く負荷部３１で消費される電力量が比較的大きくならない前半の時間帯（２０時～２１時）で、蓄電部１１の放電が行われなくなる。さらに、ＥＶ充電部３１１を除く負荷部３１で消費される電力量が比較的大きくなる後半の時間帯（２１時～２２時）で、蓄電部１１の放電が行われて電力が供給されるようになる。

　したがって、蓄電部１１の放電をさらに適応的に制御する（負荷部３１で消費される電力量が大きくなり得ない時間帯では蓄電部１１の放電を行わないようにする）ことが可能となる。そのため、図５（ｃ）に示すように、系統電力の電力量をさらに低減することが可能となる。具体的には、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値Ｗ３（１４時～１５時）を、図４（ｃ）に示す系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値Ｗ２よりも低減することが可能となる。

　なお、充放電制御部５１が、ＥＶ充電部３１１の動作の有無に基づいて蓄電部１１の充放電を制御する例について説明したが、ＥＶ充電部３１１以外の負荷の動作の有無に基づいても構わない。ただし、ＥＶ充電部３１１のように、負荷部３１で消費される電力量を一時的かつ急峻に大きくし得るものの動作の有無に基づくと、好ましい。

　また、充放電制御部５１が、単位時間当たりに負荷部３１で消費される電力量の大きさ（例えば、図３で斜めのハッチングを付した領域と白塗りの領域とを合わせた領域）に基づいて、蓄電部１１の充放電を制御しても構わない。特に、単位時間当たりに負荷部３１で消費される電力量の大きさが所定の大きさ以上に成り得ると負荷予測部５３で予測される場合に、蓄電部１１を放電しても構わない。このように制御しても、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を低減することが可能となる。

　また、充放電制御部５１が、蓄電部１１が放電する単位時間当たりの電力量を変動させても構わない。例えば、単位時間当たりに負荷部３１で消費される電力量が大きいほど、蓄電部１１から放電する単位時間当たりの電力量を大きくしても構わない。

　また、ＥＶ充電部３１１が、電動車両のバッテリに供給する単位時間当たりの電力量を比較的小さくする通常充電と、比較的大きくする急速充電とを行い得る場合、充放電制御部５１が、急速充電の有無のみに基づいて蓄電部１１の充放電を制御しても構わない。また、ＥＶ充電部３１１が店舗等に複数備えられる場合、充放電制御部５１が、所定数以上のＥＶ充電部３１１が動作しているか否かに基づいて、蓄電部１１の充放電を制御しても構わない。

　また、ＥＶ充電部３１１の動作中に、太陽光発電部２０が生成する電力で蓄電部１１を充電しても構わない。さらに、単位時間当たりの系統電力の電力量が大きくならなければ、環境負荷の増大や電力料金の高額化につながりにくいため、系統電力で蓄電部１１を充電しても構わない。ＥＶ充電部３１１の動作中に系統電力で蓄電部１１を充電する場合の具体例について、図６を参照して説明する。図６は、ＥＶ充電部の動作例と蓄電部の充電可能期間とを示すグラフである。

　図６に示すように、ＥＶ充電部３１１は、複数の方法で段階的に電動車両のバッテリの充電を行う。例えば、所定の電圧となるまで比較的小さい一定の電流で充電する第１段階と、第１段階よりも大きい一定の電流で所定の電圧となるまで充電する第２段階と、一定の電圧値で充電する第３段階と、で充電を行う。第１段階及び第２段階では、充電の進行に伴いＥＶ充電部３１１が電動車両のバッテリに供給する電圧が増大する（ＥＶ充電部３１１が消費する電力が大きくなる）、一方、第３段階では、充電の進行に伴いＥＶ充電部３１１が電動車両のバッテリに供給する電流が減少する（ＥＶ充電部３１１が消費する電力が小さくなる）。

　ＥＶ充電部３１１の動作開始時から、第１段階、第２段階、第３段階の順に行われ、例えば第３段階でＥＶ充電部３１１が電動車両のバッテリに供給する電流が所定の大きさ以下になったときに、電動車両のバッテリが満充電の状態になったものと判断されて、充電が終了する。なお、図６に示す動作例は一例に過ぎず、ＥＶ充電部３１１が、図６とは異なる動作をしても構わない。例えば、ＥＶ充電部３１１の動作開始時に、電動車両のバッテリに十分大きな電力量が充電されていれば、第１段階を行わなくても構わない。また例えば、ＥＶ充電部３１１が急速充電をする場合に、第３段階を行わなくても構わない。

　図６に示すように、第１段階ではＥＶ充電部３１１が消費する電力が比較的小さいため、蓄電部１１を充電することができる。また、第３段階で、ＥＶ充電部３１１が電動車両のバッテリに供給（充電）する電流が所定の大きさ以下になった以降（ＥＶ充電部３１１の動作終了後も含む）は、ＥＶ充電部３１１が消費する電力が比較的小さくなるため、蓄電部１１を充電することができる。これらの期間は、例えば、分電部計３２１の測定結果を充放電制御部５１が参照することで、認識され得る。

　このように構成すると、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値が増大することを抑制しつつ、蓄電部１１に充電する電力量を増大させることが可能となる。そのため、蓄電部１１の放電が必要とされるさらに多くの場合に、蓄電部１１を放電することが可能となる。また、蓄電部１１が供給する電力量を、さらに大きくすることが可能となる。

　また、図３～図５を参照して説明した充放電制御部５１の制御例は、ＥＶ充電部３１１の動作の有無に対応して制御するという短期的なものであるが、このような短期的な制御に加えて、充放電制御部５１が長期的な制御を行い得ることとしても構わない。

　例えば、充放電制御部５１が、発電予測部５２及び負荷予測部５３の長期的な予測結果や系統電力の電力料金などに基づいて、負荷部３１で消費される単位時間当たりの電力量が小さく電力料金が安い夜間に積極的に充電する充電計画を策定したり、負荷部３１で消費される単位時間当たりの電力量が大きく電力料金が高い昼間に積極的に放電する放電計画を策定したりしても構わない。

　＜温度制御部＞
　次に、温度制御部５４の制御例について、図面を参照して説明する。図７は、温度制御部の制御例を示す表であり、図８は、ＥＶ充電部の動作例と温度制御部が信号を検出するタイミングとを示すグラフである。なお、図８に示すＥＶ充電部３１１の動作例は、図６に示すものと同様であるため、その詳細な説明については省略する。

　［蓄電部の充電時］
　蓄電部１１は、系統電力や、太陽光発電部２０が生成する電力によって充電される。系統電力で蓄電部１１を充電する場合、例えば、蓄電部１１に供給する単位時間当たりの電力量を比較的小さくする通常充電と、比較的大きくする急速充電とが行われ得る。

　系統電力による蓄電部１１の通常充電は、例えば充放電制御部５１が策定する充電計画に従って、電力料金が安い時間帯（夜間など）に行われ得る。また、系統電力による蓄電部１１の急速充電は、例えば、ＥＶ充電部３１１が動作する可能性が高い時間帯（昼間など）に行われ得る（図４及び図５参照）。

　また、太陽光発電部２０が生成する電力による蓄電部１１の充電は、例えば充放電制御部５１が策定する充電計画に従って、太陽光発電が行われ得る時間帯（昼間など）に行われ得る。なお、このとき蓄電部１１に充電される単位時間当たりの電力量は、太陽光発電部２０にもよるが、およそ急速充電よりも小さい（例えば、通常充電と同程度）。

　蓄電部１１を充電する場合、充電に伴い蓄電部１１の温度が上昇し得るため、蓄電部１１の寿命が短くなることが懸念される。特に、蓄電部１１を急速充電する場合、蓄電部１１の温度がより大きく上昇し得るため、蓄電部１１の寿命がより短くなり得ることが懸念される。

　そこで、温度制御部５４は、蓄電部設置空間の温度を下げるべく、温度調整部１３を制御する。具体的に例えば、温度調整部１３である空冷ファンやエアコン（冷房）の動作を開始させる、または、温度が下がるように動作内容を変更する（消費する電力を大きくする。例えば、空冷ファンの回転数を大きくしたり、エアコン（冷房）により奪われる熱量を大きくしたりする）。

　温度制御部５４は、例えば、充放電制御部５１から蓄電部１１の充電計画を取得することで、系統電力により蓄電部１１を通常充電するタイミングや、太陽光発電部２０が生成する電力により蓄電部１１を充電するタイミングを事前に認識することができる。

　また、温度制御部５４は、例えば充放電制御部５１から充放電調整部４３２に出力される蓄電部１１の充電を指示する制御信号を取得することで、系統電力による蓄電部１１の急速充電を認識することができる。また例えば、蓄電部計４３１の測定結果（蓄電部１１に充電する電力または電流の測定結果）を取得することで、系統電力による蓄電部１１の急速充電を自律的に認識することができる。

　そして、温度制御部５４は、蓄電部１１の充電の開始時やその前後から（即ち、充電により蓄電部１１の温度が大きく上昇してしまう前に）、蓄電部設置空間の温度を下げるように、温度調整部１３を制御する。これにより、蓄電部１１の温度の上昇が抑制される。

　なお、温度制御部５４が、充放電制御部５１から充放電調整部４３２に出力される蓄電部１１の充電を指示する制御信号を取得することで、系統電力により蓄電部１１を通常充電するタイミングや、太陽光発電部２０が生成する電力により蓄電部１１を充電するタイミングを認識しても構わない。また、蓄電部計４３１の測定結果（蓄電部１１に充電する電力または電流の測定結果）を取得することで、上記のタイミングを自律的に認識しても構わない。

　また、図６に示した充電可能な期間に蓄電部１１を充電（通常充電または急速充電）する場合に、温度制御部５４が、蓄電部設置空間の温度を下げるように温度調整部１３を制御しても構わない。また、このとき温度制御部５４が、例えば、充放電制御部５１から充放電調整部４３２に出力される蓄電部１１の充電を指示する制御信号を取得したり、蓄電部計４３１の測定結果（蓄電部１１に充電する電力または電流の測定結果）を取得したりすることで、蓄電部１１の充電を認識しても構わない。

　また、系統電力で蓄電部１１を充電する場合、通常充電及び急速充電の２種類の充電方法が行われ得るとして説明したが、いずれか一方のみが行われるとしても構わない。また反対に、蓄電部１１に供給する単位時間当たりの電力量が、互いに異なる３種類以上の充電方法が行われ得るとしても構わない。

　また、温度制御部５４が、蓄電部１１の通常充電ではなく急速充電を認識したときに、蓄電部設置空間の温度を下げるように温度調整部１３を制御しても構わない。このように構成すると、蓄電部１１の温度がより大きく上昇し得る場合にのみ、温度調整部１３が動作する。そのため、効率良く蓄電部１１の長寿命化を図るとともに、温度調整部１３で消費される電力量を低減することが可能となる。

　［蓄電部の放電時］
　蓄電部１１は、放電によりパワコン４０を介して負荷部３１に電力を供給する。このとき、例えば、蓄電部１１が供給する単位時間当たりの電力量を比較的小さくする通常放電と、比較的大きくする急速放電とが行われ得る。

　通常放電は、例えば充放電制御部５１が策定する放電計画に従って、負荷部３１で消費される単位時間当たりの電力量が大きく電力料金が高い時間帯（昼間など）に行われ得る。また、負荷部３１で消費される単位時間当たりの電力量が大きくなり得ることを充放電制御部５１が認識した場合に、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を抑制するために、蓄電部１１が通常放電され得る。

　また、蓄電部１１の急速放電は、例えば、ＥＶ充電部３１１が動作する際に行われ得る（図４及び図５参照）。また、負荷部３１で消費される単位時間当たりの電力量が大きくなり得ることを充放電制御部５１が認識した場合に、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を抑制するために、蓄電部１１が急速放電され得る。

　蓄電部１１を放電する場合、放電に伴い蓄電部１１の温度が上昇し得るため、蓄電部１１の寿命が短くなることが懸念される。特に、蓄電部１１を急速放電する場合、蓄電部１１の温度がより大きく上昇し得るため、蓄電部１１の寿命がより短くなり得ることが懸念される。

　温度制御部５４は、例えば、充放電制御部５１から蓄電部１１の放電計画を取得することで、蓄電部１１を通常放電するタイミングを事前に認識することができる。

　また、温度制御部５４は、例えば蓄電部計４３１の測定結果（蓄電部１１から放電される電力または電流の測定結果）を取得することで、蓄電部１１の通常放電及び急速放電を自律的に認識することができる。なお、例えば充放電制御部５１から充放電調整部４３２に出力される蓄電部１１の放電を指示する制御信号を取得することで、蓄電部１１の通常放電または急速充電を認識しても構わない。

　また、温度制御部５４は、例えばＥＶ充電部３１１が出力する動作の開始を示す制御信号を取得することで、ＥＶ充電部３１１の動作（蓄電部１１の急速放電）を認識することができる。また例えば、分電部計３２１の測定結果（ＥＶ充電部３１１を含む負荷部３１に供給される電力または電流の測定結果）を取得することで、ＥＶ充電部３１１の動作（蓄電部１１の急速放電）を自律的に認識することができる。

　温度制御部５４がＥＶ充電部３１１の動作を認識するタイミングについて、図面を参照して説明する。図８は、ＥＶ充電部の動作例と温度制御部が信号を検出するタイミングとを示すグラフである。

　図８に示すように、温度制御部５４は、ＥＶ充電部３１１の動作の開始時またはその前に、ＥＶ充電部３１１から動作の開始を示す制御信号を取得することで、ＥＶ充電部３１１の動作の開始を認識することができる。また、温度制御部５４は、分電部計３２１の測定結果を取得することで、ＥＶ充電部３１１の第２段階の開始時またはその後を認識することができる。

　そして、温度制御部５４は、蓄電部１１の放電の開始時やその前後から（即ち、放電により蓄電部１１の温度が大きく上昇してしまう前に）、蓄電部設置空間の温度を下げるように温度調整部１３を制御する。これにより、蓄電部１１の温度の上昇が抑制される。

　なお、温度制御部５４が、ＥＶ充電部３１１で消費される電力が大きくなる前に（少なくとも、最大となる第２段階の終了時よりも前に）、上述の温度調整部１３の制御を終了しても構わない。このように構成すると、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を、効果的に抑制することが可能となる。

　また、温度制御部５４が、分電部計３２１の測定結果を取得することで、ＥＶ充電部３１１の第１段階を認識しても構わない。ただし、ＥＶ充電部３１１の第２段階は、第１段階よりも電力及び電流が大きく、ＥＶ充電部３１１を除く負荷部３１に供給される電力及び電流と区別しやすいため、精度よくかつ容易に認識することが可能である。

　また、温度制御部５４が、例えば充放電制御部５１から充放電調整部４３２に出力される蓄電部１１の放電を指示する制御信号を取得することで、ＥＶ充電部３１１の動作（蓄電部１１の急速放電）を認識しても構わない。また例えば、蓄電部計４３１の測定結果（蓄電部１１から放電される電力または電流の測定結果）を取得することで、ＥＶ充電部３１１の動作（蓄電部１１の急速放電）を自律的に認識しても構わない。

　また、通常放電及び急速放電の２種類の放電方法が行われ得るとして説明したが、いずれか一方のみが行われるとしても構わない。また反対に、蓄電部１１から放電する単位時間当たりの電力量が、互いに異なる３種類以上の充電方法が行われ得るとしても構わない。

　また、温度制御部５４が、蓄電部１１の通常放電ではなく急速放電を認識したときに、蓄電部設置空間の温度を下げるように温度調整部１３を制御しても構わない。このように構成すると、蓄電部１１の温度がより大きく上昇し得る場合にのみ、温度調整部１３が動作する。そのため、効率良く蓄電部１１の長寿命化を図るとともに、温度調整部１３で消費される電力量を低減することが可能となる。

　［温度が高い時］
　昼間や夏期など気温が高くなる場合、充放電によらずに蓄電部１１の温度が上昇したり、充放電により急激に蓄電部１１の温度が上昇したりする。そのため、蓄電部１１の寿命が短くなることが懸念される。

　温度制御部５４は、例えば、温度測定部１２の測定結果を取得することで、蓄電部設置空間の温度を認識することができる。

　そして、温度制御部５４は、蓄電部設置空間の温度が所定の温度以上である場合に、蓄電部設置空間の温度を下げるように温度調整部１３を制御する。これにより、蓄電部１１の温度の上昇が抑制される。

　［気温が低い時］
　夜間や早朝、冬期など気温が低くなる場合、蓄電部１１の温度が低下する。そのため、蓄電部１１の性能が低下する（例えば、放電容量が低下する）などの問題が生じることが懸念される。

　そこで、温度制御部５４は、蓄電部設置空間の温度を上げるべく、温度調整部１３を制御する。具体的に例えば、温度調整部１３である太陽熱システムや排熱利用システム、エアコン（暖房）の動作を開始させる、または、温度が上がるように動作内容を変更する（消費する電力を大きくする。例えば、太陽熱システムや排熱利用システム、エアコン（暖房）から受け取る熱量を大きくする）。

　そして、温度制御部５４は、蓄電部設置空間の温度が所定の温度以下である場合に、蓄電部設置空間の温度を上げるように温度調整部１３を制御する。これにより、蓄電部１１の温度の低下が抑制される。

　以上のように構成すると、温度制御部５４が、蓄電部設置空間の温度を状況に応じて制御することが可能となる。そのため、蓄電部１１の長寿命化を図ったり、蓄電部１１の性能の低下を抑制したりすることが可能となる。

　また、温度制御部５４は、蓄電部１１の充放電の開始時またはその前後から、温度調整部１３の動作を制御して、蓄電部設置空間の温度を下げることが可能となる。即ち、蓄電部１１の温度が大きく上昇する前に、温度調整部１３により蓄電部設置空間の温度を下げることが可能となる。したがって、蓄電部１１の温度が上昇することを効果的に抑制し、より蓄電部１１の長寿命化を図ることが可能となる。

　また、ＥＶ充電部３１１が動作する場合、充放電制御部５１が、蓄電部１１が放電するように充放電調整部４３２を制御し、温度制御部５４が、蓄電部設置空間の温度が下がるように温度調整部１３を制御する。そのため、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を抑制する動作に伴う蓄電部１１の温度上昇を、効果的に抑制することが可能となる。

　また、ＥＶ充電部３１１が動作していない場合、充放電制御部５１が、蓄電部１１が充電するように充放電調整部４３２を制御し、温度制御部５４が、蓄電部設置空間の温度が下がるように温度調整部１３を制御する。そのため、系統電力の単位時間当たりの電力量の最大値を抑制するための動作に伴う蓄電部１１の温度上昇を、効果的に抑制することが可能となる。

　また、温度制御部５４は、分電部計３２１や蓄電部計４３１の測定結果を取得することで、蓄電部１１の充放電を自律的に認識することが可能となる。また、分電部計３２１は、通常の電力供給システムにも備えられることが多い。そのため、分電部計３２１の測定結果を利用する構成とすると、既存の構成を利用することができるため、好ましい。

　なお、上述の温度が高い時の制御例と、蓄電部１１の充電時または放電時の制御例と、を同時に実施しても構わない。具体的に例えば、温度制御部５４が、蓄電部設置空間の温度が所定の温度以上であり、かつ、蓄電部１１が充放電する時に、蓄電部設置空間の温度を下げるように温度調整部１３を制御しても構わない。

　このように構成すると、特に寒冷地で電力供給システム１を使用する際に、無用に蓄電部１１の温度を下げたり、温度が低下することで蓄電部１１の性能が低下したりすることを抑制することが可能となる。また、寒冷地での使用を想定した電力供給システム１に備える温度調整部１３に、温度を下げる機器を含めなくても構わない。

　また、温度制御部５４が、温度測定部１２の測定結果に基づいて、温度調整部１３で消費される電力の大きさを調整しても構わない。例えば、蓄電部設置空間内の温度が高いほど、温度調整部１３で消費する電力を大きくしても構わない。

　また、温度制御部５４が、温度調整部１３である太陽熱システムや排熱利用システム、エアコン（暖房）を停止させる、または、温度が下がるように動作内容を変更する（消費する電力を小さくする。例えば、太陽熱システムや排熱利用システム、エアコン（暖房）から受け取る熱量を小さくする）ことで、蓄電部設置空間の温度を下げるように制御しても構わない。

　また、温度制御部５４が、温度調整部１３である空冷ファンやエアコンを停止させる、または、温度が下がるように動作内容を変更する（消費する電力を小さくする。例えば、空冷ファンの回転数を小さくしたり、エアコン（冷房）により奪われる熱量を小さくしたりする）ことで、蓄電部設置空間の温度を上げるように制御しても構わない。

　また、電力会社から供給される系統電力や太陽光発電部２０が発電する電力が蓄電部１１に充電される構成について説明したが、これら以外の電力源から得られる電力が蓄電部１１に充電され得る構成としても構わない。

　＜＜変形例＞＞
　本発明の実施形態における電力供給システム１について、制御部５０などの一部または全部の動作を、マイコンなどの制御装置が行うこととしても構わない。さらに、このような制御装置によって実現される機能の全部または一部をプログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしても構わない。

　また、上述した場合に限らず、図１に示す電力供給システム１は、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。また、ソフトウェアを用いて充電システムの一部を構成する場合、ソフトウェアによって実現される部位についてのブロックは、その部位の機能ブロックを表すこととする。

　以上、本発明における実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。

　例えば、調理機器や空調機器等の駆動を全て電気で賄ういわゆるオール電化のファーストフード店やファミリーレストランでは、昼食時に負荷部３１で消費される電力量がピークとなる。また、例えばオフィスビルでは、朝と夕方の出退勤時にエレベータの使用により負荷部３１で消費される電力量がピークとなる。このように時間的に電力量のピークが予測可能であるので、この予測に基づき温度制御部５４が蓄電部設置空間の冷却を開始してもよい。

　また、蓄電部設置空間の冷却動作タイミングとして、次のようにしてもよい。例えば温度制御部５４が、電力計の測定結果を取得することでＥＶ充電部３１１の動作開始（蓄電部１１の急速放電開始）を検知し、蓄電部設置空間の冷却を開始してもよい。また、温度制御部５４が、ＥＶ充電部３１１からの通信（制御信号の受信）によってＥＶ充電部３１１の動作開始（蓄電部１１の急速放電開始）を検知し、蓄電部設置空間の冷却を開始してもよい。また、ＥＶ充電部３１１による充電の予約を管理する予約システムを設ける場合、予約システムのスケジューリング制御部からの情報（ＥＶ充電部３１１の充電が開始される時刻等）に基づき温度制御部５４が蓄電部設置空間の冷却を開始してもよい。

　本発明は、電力を供給する電力供給システムに利用可能である。

　　　１　　電力供給システム
　　１０　　蓄電関連部
　　１１　　蓄電部
　　１２　　温度測定部
　　１３　　温度調整部
　　２０　　太陽光発電部
　　３０　　負荷関連部
　　３１　　負荷部
　　３１１　ＥＶ充電部
　　３２　　分電部
　　３２１　分電部計
　　４０　　パワコン（パワーコンディショナ）
　　４１　　太陽光発電用コンバータ
　　４２　　インバータ
　　４３　　蓄電部用コンバータ
　　４３１　蓄電部計
　　４３２　充放電調整部
　　５０　　制御部
　　５１　　充放電制御部
　　５２　　発電予測部
　　５３　　負荷予測部
　　５４　　温度制御部

Claims

　負荷に電力を供給する電力供給システムであって、
　供給される電力を充電し、放電により電力を供給する蓄電部と、
　前記蓄電部が設置された空間の温度を制御する温度制御部と、を備え、
　前記蓄電部の充電及び前記蓄電部の放電の少なくとも一つが行われること又は行われたことを認識すると、前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を制御することを特徴とする電力供給システム。
　単位時間当たりに前記蓄電部から放電される電力量が大きい急速放電が行われることを認識すると、前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げるように制御することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
　単位時間当たりに前記蓄電部に充電される電力量が大きい急速充電が行われることを認識すると、前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給システム。
　前記負荷に、電動車両に備えられるバッテリを充電するＥＶ充電部が含まれ、
　前記温度制御部が、前記ＥＶ充電部が動作を開始する際の信号を取得することで、前記蓄電部の放電が行われることを認識し、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げる制御を行うことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の電力供給システム。
　前記蓄電部に充電される電力または電流と、前記蓄電部から放電される電力または電流と、の少なくとも一方を測定する蓄電部計と、
　前記電力供給システムから前記負荷に供給される電力または電流を測定する分電部計と、
　の少なくとも一方をさらに備え、
　前記温度制御部が、前記蓄電部計及び前記分電部計の少なくとも一方の測定結果に基づいて、前記蓄電部の充電及び放電の少なくとも一方が行われることを認識し、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げる制御を行うことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の電力供給システム。
　前記認識は前記蓄電部の放電計画に基づき行われ、放電開始前に前記温度制御部が、前記蓄電部が設置された空間の温度を下げるように制御することを特徴とする請求項１～請求項５のいずれかに記載の電力供給システム。